涡轮—涡轮的冷却.pptx

涡轮冷却

燃气完全燃烧温度高达2000多度，而涡轮转速每分钟1万-3万转，所以为保证涡轮安全工作必须进行采取相应的冷却措施回顾涡轮的工作条件

涡轮冷却目的一涡轮冷却方法二涡轮间隙控制三

一涡轮冷却目的冷却目的提高涡轮安全可靠工作的温度使温度场均匀减小热应力减小涡轮间隙，提高涡轮效率增加使用寿命

涡轮冷却目的一涡轮冷却方法二涡轮间隙控制三

二涡轮冷却方法对流冷却冲击冷却气膜冷却将冷却空气引入叶片内部，通过对流冷却几股冷空气射流正对着被冷却表面，强化局部换热气流由叶片表面小孔排出，在叶片表面产生一层冷却气膜

1.对流冷却二涡轮冷却方法两种形式进气口，三种通气孔冷却空气从叶片底部和顶部的孔进入，流经叶片内部通路，最后从叶片后缘流出同燃气流汇合进气孔

对流冷却的涡轮叶片（CF6-50第二级）1.对流冷却二涡轮冷却方法

2.冲击冷却二涡轮冷却方法冷却空气首先流进嵌入叶型空心的管，管上有许多小孔作为喷嘴，冷却空气通过这些喷嘴冲击叶型内壁。典型涡轮叶片冷却结构冲击冷却

3.气膜冷却二涡轮冷却方法叶身有很多通冷却空气的小孔冷却空气经在涡轮叶型上钻的小孔流人热燃气，在涡轮叶片和导向器的外壁形成薄的气膜，该冷却气膜阻止热燃气同涡轮材料直接接触

二涡轮冷却方法涡轮叶片一般采用气膜、冲击、对流等多种组合冷却方式冷却气从榫头底部流入，叶片前部采用冲击及气膜冷却，后部为对流冷却，最终气流由叶片尾缘及叶尖排出

第一级导向叶片：采用对流、冲击和气膜冷却第一级转子叶片：采用对流、冲击和气膜冷却常用对流和冲击冷却第二级导向叶片对流冷却第二级转子叶片二涡轮冷却方法

低压冷却空气高压冷却空气单通道内部冷却（60年代）单通道，多路内部冷却及气膜冷却（70年代）五通道，多路内部冷却及气膜冷却二涡轮冷却方法

二涡轮冷却方法4.涡轮盘冷却由低压压气机出口气体冷却内部它外部前表面是由经过前旋转密封的压气机出口气体进行冷却的后部的外表面用压气机第四级气体进行冷却

涡轮冷却目的一涡轮冷却方法二涡轮间隙控制三

三涡轮间隙控制涡轮叶片叶尖与机匣内壁的径向间隙过大：降低涡轮效率过小：叶尖与机匣内壁的摩擦

涡轮间隙受材料、尺寸影响受转速的影响薄的材料比厚的膨胀的快转速越高，转子径向膨胀越大三涡轮间隙控制1.涡轮间隙影响因素发动机启动时高温燃气作用在涡轮材料上，涡轮机匣比转子薄、膨胀比转子快，间隙较大当转子转速增大时，转子上的离心力增加，转子盘和叶片伸长，涡轮间隙降低

间隙特点三涡轮间隙控制1.涡轮间隙影响因素发动机在低转速比高转速叶尖间隙大发动机减速或停车，涡轮间隙先增大而后减小，原因是开始时由于离心力减小转子比机匣收缩快，后来是涡轮机匣收缩快，因为机匣材料薄

涡轮间隙的控制机匣的控制带叶冠的叶片主动间隙控制减少燃气漏过叶片顶部时的效率损失减少振动增加重量三涡轮间隙控制2.涡轮间隙控制方法

三涡轮间隙控制2.涡轮间隙控制方法。主动间隙控制指根据发动机的工作状态，人为控制机匣的膨胀量，以保证涡轮径向间隙最小主动间隙控制方法通常是在涡轮机匣外面加上数圈冷气管，按预定调节规律改变冷却空气的供应量和温度

21CFM56-3发动机高压涡轮机匣外面罩一个集气环形成集气室，根据控制叶间径向间隙的要求，在不同的工作状态下，引入不同温度的冷却空气在慢车和起飞时,供给高压9级后的空气爬高时供给高压9级和5级的混合后的空气巡航时,供给高压5级的空气三涡轮间隙控制2.涡轮间隙控制方法

提高涡轮强度添加镍元素提高抗蠕变、疲劳特性定向结晶提高叶片抗拉伸性粉末冶金技术提高涡轮转速四涡轮材料

等轴晶体结构定向凝固单晶叶片四涡轮材料

小结涡轮冷却方法涡轮间隙控制