燃?xì)廨啓C(jī)葉片冷卻技術(shù)的發(fā)展

1、動力與能源工程學(xué)院動力機(jī)械及工程學(xué)科專題研究課程設(shè)計學(xué)號：專業(yè)：動力機(jī)械及工程學(xué)生姓名：任課教師：2009年12月與提高RIT的收益相抵消。為了解決這一問題，一方面需要改進(jìn)氣冷結(jié)構(gòu)和發(fā)展新型結(jié)構(gòu)，另一方面則可以采用其它介質(zhì)來代替空氣作冷卻介質(zhì)。新介質(zhì)被要求既易得可用，冷卻效果好，損失較小，又能保持已有冷卻技術(shù)的結(jié)構(gòu)簡單性和可靠性。對大型陸用燃?xì)廨啓C(jī)來講，水蒸氣是葉片冷卻介質(zhì)的首選。使用蒸汽作為冷卻介質(zhì)的優(yōu)點有蒸汽來源豐富，且可再次利用，

2、在任何采用空氣冷卻的系統(tǒng)中使用，不會使冷卻葉片轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)和制造工藝變得復(fù)雜。與空氣相比，水蒸氣冷卻運(yùn)行能耗低、損失小，克服了空氣冷卻的所有不足，可通過增加冷卻蒸汽流量來更多地提高RIT。因為蒸汽壓力不受壓氣機(jī)出口壓力的限制，所以冷卻蒸汽流量的增加，冷卻通道的流阻不會遇到什么困難。此外，許多專家和科研人員另辟蹊徑，從已發(fā)展成熟的空氣冷卻技術(shù)著手對進(jìn)一步提高燃?xì)獬鯗刈隽舜罅垦芯?，并取得了一些進(jìn)展。結(jié)果表明向空氣中加入水霧時冷卻效果較純空氣的

3、冷卻效果好，但由于水滴吸熱蒸發(fā)后變成水蒸氣，引入一個新組分，其換熱強(qiáng)化機(jī)理和液滴動力學(xué)方面極為復(fù)雜，直至目前幾乎所有的試驗研究，尚不適用于實際燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片冷卻。由此向高性能大型燃?xì)廨啓C(jī)的冷卻蒸汽中添加水霧以強(qiáng)化換熱的想法就產(chǎn)生了，這種新的想法被稱為汽霧冷卻技術(shù)。研究表明，汽霧冷卻與傳統(tǒng)空氣冷卻相比，換熱系數(shù)較高、強(qiáng)化冷卻效果好并且結(jié)構(gòu)簡單，對原有結(jié)構(gòu)改動小，可以采用現(xiàn)有的蒸汽冷卻結(jié)構(gòu)，具有蒸汽冷卻的所有優(yōu)點，換熱系數(shù)較純蒸汽流的高，

4、蒸汽的消耗量大大減少，增加蒸汽輪機(jī)的輸出功率，提高了總效率；易于管理和控制，能確保冷卻通道不被水滴堵塞以及內(nèi)部冷劑流中水霧的嚴(yán)重蒸發(fā)，既克服了過多水冷卻時產(chǎn)生的過冷現(xiàn)象，又消除了沸騰所產(chǎn)生的流動不穩(wěn)定振顫的存在性。2.1空氣冷卻技術(shù)空氣冷卻技術(shù)為傳統(tǒng)的葉片冷卻技術(shù)，即從壓氣機(jī)出口抽取空氣來冷卻透平葉片的高溫?zé)岵考?。作為最早發(fā)展的冷卻技術(shù)，空氣冷卻技術(shù)已經(jīng)日臻完善，迄今為止，空氣冷卻的技術(shù)手段有對流冷卻、沖擊冷卻、發(fā)散冷卻和氣膜冷卻等。為