способы теплоотдачи схема

УДК 621.438УДК 536.24МГТУ им. Н.Э. Баумана ВведениеСоздание отечественных высокотемпературных газотурбинных установок усовершенствованного цикла нового поколения единичной мощностью до 300 МВт, ставит задачу разработки и анализа эффективных систем охлаждения лопаточных аппаратов газовых турбин, работающих в условиях высокоэнтальпийного воздействия газовых сред при высоких давлениях. Так как лопаточные аппараты первых ступеней газовых турбин работают при температурах значительно выше температуры термической стабильности материалов, для гарантии надежной работы этих компонентов в течение длительного периода эксплуатации, необходима разработка все более эффективных систем охлаждения, а также методов их расчета и валидации. Один из современных подходов для определения локальных коэффициентов теплоотдачи, является нестационарный метод при использовании термохромных жидких кристаллов (ТЖК). Данный метод позволяет получить подробное локальное распределение коэффициентов теплоотдачи на поверхностях сложной формы (таких как, например, внутренние каналы охлаждения лопаток газовых турбин) с высокой экспериментальной точностью (погрешность менее 10 %) [1],[2].Метод основан на скачкообразном изменении температуры рабочей среды на входе в экспериментальную модель и мониторинге по времени цветовой индикации внутренних поверхностей модели, покрытых ТЖК. Так как, цветовой отклик ТЖК непосредственно отражает температуру в конкретный момент времени, локальные значения коэффициентов теплоотдачи могут быть вычислены, используя эти данные, совместно с историей температуры жидкости. Тестовая модель выполняется из плексигласа для получения оптического доступа извне и записи цветового отклика ТЖК по времени при использовании видеокамеры.В работе представлена реализация методики определения локальных значений коэффициентов теплоотдачи при использовании термохромных жидких кристаллов для внутренних каналов систем охлаждения газовых турбин. Приводится описание экспериментальной установки и методики обработки результатов измерений. Экспериментальный стенд и измерительное оборудование            Экспериментальный стенд для определения коэффициентов теплоотдачи во внутренних каналах схематично изображен на рис.1. Общий вид представлен на рис.2. Воздух нагнетается вентилятором 1, проходит через нагреватель 2 мощностью 3 кВт и попадает на мерный участок. Мерный участок представляет собой прямоугольный канал с поперечным сечением 150х100 мм. Благодаря возможности частичной разборки, в канале могут быть реализованы различные способы интенсификации теплообмена, такие как, например, поперечные ребра с различными поперечными шагами, углами установки и поперечным сечением. Канал условно разделен входной и на рабочий участки.Рис. 1. Схема экспериментального стенда для определения коэффициентов теплоотдачи  Рис. 2. Общий вид экспериментального стенда  

авторы: Байбузенко И. Н., Седлов А. А., Иванов В. Л., Щеголев Н. Л.

Инженерное образование # 01, январь 2012

77-30569/256283 Экспериментальное исследование характеристик теплообмена во внутренних каналах систем охлаждения турбомашин при использовании термохромных жидких кристаллов

Эл № ФС 77 - 48211. Государственная регистрация №0421200025. ISSN 1994-0408

Наука и Образование: научно-техническое издание: 77-30569/256283 Экспериментальное исследование характеристик теплообмена во внутренних каналах систем охлаждения турбомашин при использовании термохромных жидких кристаллов