Тема: Определение температурного поля охлаждаемой лопатки

Лабораторная работа №4

Тема: Определение температурного поля охлаждаемой лопатки

Цель: Изучение теплового состояния охлаждаемой лопатки газовой турбины. Ознакомление с методом электромоделирования стационарного температурного поля лопатки на интеграторе ЭГДА-9/60

Определение температурного поля в поперечном сечении лопатки газовой турбины (рис.1), охлаждаемой воздухом или жидкостью, протекающими во внутренних каналах, является одной из типичных задач, решаемых методом электромоделирования.

Комплектация лабораторной работы

Интегратор ЭГДА-9/60: пределы измерений от 0 до 100%; точность 0.1%

Изготовление модели, последовательность выполнения работы

В данной работе задано сечение охлаждаемой лопатки и следующие величины:

t₁ = t_min – температура охладителя (воздуха или жидкости) во внутренних каналах лопатки;

₁ – коэф. теплоотдачи для поверхности внутренних каналов;

t₂ = t_max – температура газа;

₂ - коэф. теплоотдачи от газа к наружной поверхности лопатки, который приближённо может быть принят единым для всего профиля, а при

необходимости уточнения – раздельно для различных участков (входной части профиля, корыта, спинки).

Из электропроводной бумаги вырезается модель (рис.2), представляющая собой увеличенное в масштабе l_a / l сечение лопатки, заодно с присоединённым к наружному контуру полосками длиной ₂ (рис.2), моделирующими переходное сопротивление теплоотдачи от газа к поверхности лопатки. Ширина полосок выбирается малой, а длина ₂ – в соответствии с формулой:

₂ = ( / ) (l_э / l)

Если угол между нормалью к контуру лопатки и полоской имеется некоторый угол (чего трудно избежать на вогнутой части профиля – см. рис. 2), длина полосок корректируется из условия получения того же элктросопротивления:

₂ = ( / ₂) (l_э / l) cos

Чтобы смоделировать переходные сопротивления теплоотдачи от поверхности внутренних каналов к охладителю, необходимо соединить контур этих каналов с полосками электропроводной бумаги (см. рис.2) шириной s, равной периметру канала, и длиной ₁ , определяемой по формуле:

₁ = ( / ₁) (l_э / l)

Указанное соединение осуществляется с помощью прижимаемых к модели шин, имеющих форму внутренних каналов и соединённых перемычками с шинами-зажимами на конце полосок ₁. На другом конце указанных полосок создают потенциал V`<sub>min</sub> = 0, моделирующий температуру охладителя. К полоскам <sub>2</sub> с помощью шин зажимов подводят потенциал V`_mах = 100%(температура газа).

Для того, чтобы построить изотермы поля температур охлаждаемой лопатки, соответствующие значениям относительного потенциала V`, т.е. температурам

t = t_min + V`(t_mах - t_min),

необходимо определить следующие операции:

1. В исходном (собранном в отключённом от сети) положении схемы перевести все тумблеры стенда на положение «Выключено».

2. Включить на измерительном устройстве логарифмический шунт и поставить гальванометр на положение «Низкая чувствительность». Шкалы декады ( и реохорда ( установить в положение «0», вращая ручки только в пределах шкал.

3. Подключить блок ПУ к сети и включить тумблер «Сеть».

4. Слегка прикасаясь измерительной иголкой к шине с потенциалом, установить с помощью «Регулятора 0» стрелку нуль-индикатора блока ИУ на «0». Повторить то же при положении «Высокая чувствительность».

5. Проверить потенциал «100%», для чего отделить иглу от шины «0», шкалу переключателя декад поставить на положение «9», а шкалу реохорда делением с цифрой 10 – против указателя. Сначала при низкой, а затем при высокой чувствительности нуль-индикатора прикоснуться иглой к шине «100%» и установить с помощью «Регулятора 100%» блока ИУ на «0».

6. Перейти на нахождение модели линий равного потенциала (изотерм), для чего устанавливать на блоке ИУ с помощью переключателя декад и реохорда определённые значения потенциала и измерительной иглой искать на модели точки, соответствующие нулевому положению нуль-индикатора.

Соединив полученные точки, провести линии изотерм, надписать значения температур. Построить график изменения температуры по периметру лопатки.

Дата добавления: 2015-08-29