Расчет коэффициентов теплоотдачи на наружном контуре лопатки

 

Коэффициент теплоотдачи на наружном контуре лопатки определяется из критериального уравнения:

Результаты расчета ведутся с помощью программы GRU. exe и сохранены в файле GRUREZ. txt, распечатка которого приведена в  таблице 2.6.1.

Таблица 2.6.1 − Расчет коэффициентов наружного теплообмена

 

   Результаты расчета ведутся с помощью программы GRU. exe и сохранены в файле GRUREZ. txt, распечатка которого приведена в       таблице 3.1.

Таблица 3.1 − Расчет коэффициентов наружного теплообмена

Расчет коэффициентов теплоотдачи в каналах охлаждения

 

      Коэффициент теплоотдачи в канале определяется из критериального уравнения:

Расчет коэффициентов теплоотдачи в каналах охлаждения лопатки ведем с помощью программы GRYDEF. exe.

Рассчитываем необходимые исходные данные и заносим их в таблицу2.6.2. Площадь каналов и их периметр определяем в пакете КОМПАС v.16.

Гидравлический диаметр определяем как отношение: .

Расход воздуха в i -м канале: .

Где F - площадь канала

P – периметр контур канала

 - расход

 - отбор воздух на охлаждение       

 - число лапатка

Далее заносим полученные данные в программу в диалоговом режиме. Результаты расчета сохранены в файле GRYDEF. txt, распечатка которого приведена в таблице 3.3.

Таблица 3.2 − Расчет характеристик каналов

№ канала	P, мм	F, мм^2	dгидр, мм	Gв, кг/с
1	25,27	27,64	4,38	0,0024
2	21,03	27,21	5,18	0,0024
3	30,23	26,79	3,54	0,0024

Таблица 3.3 − Расчет коэффициентов внутреннего теплообмена

Расчет температурного поля

Для определения напряженного состояния лопаток в условиях неравномерного нагрева на этапах рабочего проектирования выполняют детальный расчёт температурных полей в поперечных сечениях лопатки на наиболее опасном (обычно взлетном) режиме.

Ряд особенностей конвективного охлаждения лопаток, таких, как малая толщины стенок (по сравнению с длиной пера), высокие значение коэффициентов теплоотдачи от газа к лопатке и о нее к воздуху, позволяют во многих случаях рассчитывать температурное поле, решая двумерное уравнение стационарной теплопроводности.

 

                                   ,

                                                           

где  – температура в точке поперечного сечения с координатами X и Y;

 – коэффициент теплопроводности материала лопатки.

 

 

Создаем файл исходных данных j. tm:

-9 1 − тип задачи (стационарная, плоская)

0

1 10– количество отрезков задания теплоотдачи

10 33 73 85 135 148 179 196 201 243– номера узлов, соответствующих границам отрезков теплоотдачи

5678- коэффициент теплоотдачи на входной кромке

2504- коэффициент теплоотдачи на средней части спинки

2702- коэффициент теплоотдачи на выходной части спинки

3156- коэффициент теплоотдачи на выходной части корыта

3129- коэффициент теплоотдачи на средней части корыта 

5678- коэффициент теплоотдачи на входной кромке

2284- коэффициент теплоотдачи в 1-м канале

1 2 – количество отрезков задания температуры среды

33 179– границы отрезков задания температуры среды

1134– «греющая» температура, ⁰С

252– «охлаждающая» температура, ⁰С

800 700 1000 – приближение по температуре лопатки, задание                          линейного изменения коэффициента теплопроводности

22 – коэффициент теплопроводности при первой температуре

28 - коэффициент теплопроводности при второй температуре

4100

6400

 

Материал лопатки: сплав ЖС32.

 

 

После ввода исходных данных рассчитываем температурные поля с помощью программы GRID2. exe. Результаты расчета j. tem.   

Для визуального просмотра температурного поля запускаем программу “Изображение поля” IZOL. exe, которая осуществляет построение на экране монитора до 16 изолиний поля параметра, рассчитанного в узлах триангуляционной сетки. Заносим в командную строку поочередно следующие файлы: izol. exe butko. set j. tem. Результаты расчета приведены на рисунке 4.1.

 

Рисунок 2.6.4 – Результат теплового расчета охлаждаемой лопатки