Теплообмін та газодинаміка поверхнево-вихорових систем плівкового охолодження лопаток високотемпературних газотурбінних двигунів

Розроблено нову методику розрахунку теплообміну, газодинаміки і ефективності плівкового охолодження лопаток високотемпературних газотурбінних двигунів, що забезпечує високу точність розрахунків. Методика враховує стаціонарні умови і умови обертання поверхні, що охолоджується, параметр вдуву і швидкість зовнішнього потоку, конфігурацію поверхневих заглиблень (сферична або прямокутна), геометричну форму поверхні охолодження (плоска, випукла, увігнута), багаторядність подачі охолоджувача. У методиці розрахунку використана модель турбулентності, що коректно описує теплообмін і газодинаміку, фізичні особливості, що визначають ефективність теплообміну в досліджених умовах, течію турбулентного потоку в умовах обертання, неізотермічності і стисливості потоку. Отримано нові дані по фізичній структурі потоку, уточнено фізичну модель теплообміну і газодинаміки в стаціонарних умовах і при обертанні поверхні, що охолоджується, отримано нові рівняння для розрахунку теплообміну, газової динаміки та ефективності плівкового охолодження при подачі охолоджувача в поверхневі поглиблення різної форми. На основі уточненої фізичної моделі теплообміну і газодинаміки розроблені нові конструкції плівкового охолодження лопаток високотемпературних газових турбін поверхнево-вихрового типу, що захищені двома патентами України. Результати роботи дозволяють забезпечити істотне (на 2-3%) покращення коефіцієнту корисної дії сучасних високотемпературних газотурбінних двигунів. Також, результати роботи є важливим внеском у створення теорії і практики нових систем охолодження лопаток високотемпературних газових турбін різного призначення.