6 / 13
А.Ф. Третьяков
6
Результаты испытаний.
Тепловые испытания показали, что из-
готовленные ТЛ обеспечили работу газотурбинной установки в горя-
чем потоке при температуре 1000 ºС в течение 4 ч без видимых де-
фектов. Однако лопатка с пористой оболочкой по всей поверхности
корпуса имеет ряд недостатков, связанных с отработкой технологии
соединения ее элементов. Так, наблюдается неравномерное обжатие
оболочки по контуру, что приводит к ее изгибу и заполнению кана-
лов корпуса ТЛ, а также к низкому качеству сварного соединения
оболочки на выходной кромке лопатки.
Экспериментальные исследования эффективности охлаждения
изготовленных ТЛ, проведенные в лабораторных условиях, показали
низкое значение коэффициента
.
Это вызвано в первую очередь
малым гидравлическим сопротивлением оболочки из ПСМ. Поэтому,
как показано в работе [1], выдуваемый газ через проницаемую обо-
лочку не может компенсировать напор основного потока горячего
газа, он затекает во внутреннюю полость и повышает температуру в
наиболее теплонагруженной части ТЛ — в передней кромке.
Повышение эффективности и надежности тепловой защиты перед-
ней кромки лопатки возможно в результате совершенствования кон-
струкции ТЛ с пористым охлаждением, разработки технологии изготов-
ления оболочки из ПСМ, выполненной по профилю передней кромки с
заданным распределением проницаемости, и неразъемного ее соедине-
ния с корпусом, обеспечивающего высокий уровень прочности.
Для того чтобы устранить выявленные недостатки схемы пори-
стого охлаждения всей поверхности ТЛ, в конструкцию лопатки бы-
ли внесены изменения в соответствии с предложенным новым спосо-
бом пористого охлаждения и устройством для его реализации, защи-
щенными патентом [6]. Задача изобретения — создание такого
способа тепловой защиты лопаток газовых турбин, который обеспе-
чивает защиту от проникновения горячего газа через проницаемую
оболочку на передней кромке ТЛ. Согласно изобретению, конструк-
ция передней кромки изменена таким образом, что оболочка в зоне
критической линии стала непроницаемой. Струи газа-охладителя, по-
ступающие во внутреннюю полость лопатки, ударяются о непрони-
цаемый участок оболочки и охлаждают его. Далее охладитель разво-
рачивается и достигает проницаемой поверхности передней кромки,
через поры которой выходит на внешнюю поверхность лопатки,
омываемую высокотемпературным рабочим газом. При этом горячий
газ оттесняется от поверхности, создавая надежную теплозащиту пе-
редней кромки. Кроме того, наличие непроницаемого участка в зоне
критической линии обеспечивает его двойное охлаждение: сначала
при подаче охладителя, а затем за счет теплопроводности по прово-
локам ПСМ.