Моделирование теплового состояния охлаждаемых лопаток ГТД с теплозащитными покрытиями

10 Сентября 2013

11:00

Телемост ЦАГИ-ИТПМ СО РАН-СПбГПУ-НИИМ МГУ

Оn-line- трансляция из НИИМ МГУ

ЦАГИ, корп. № 8, конференц-зал

Докладчик: Лепешкин Александр Роальдович, д.т.н. (ФГУП "ЦИАМ ")

Авторы: Лепешкин Александр Роальдович, д.т.н. , Хамидуллин Артем Шамильевич, Бычков Николай Григорьевич, к.т.н. (ФГУП «Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова»)

Тезисы доклада "Моделирование теплового состояния охлаждаемых лопаток ГТД с теплозащитными покрытиями"

Для обеспечения конкурентоспособности авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) новых поколений необходимо повышать температуру газа перед турбиной. Сохранить работоспособность деталей высокотемпературного газового тракта при этом возможно лишь при совершенствовании их теплозащиты. На лопатках и других деталях высокотемпературного тракта газовых турбин ГТД теплозащитные керамические покрытия (ТЗП) на основе ZrО2 наносятся по электронно-лучевой и плазменной технологиям.

В докладе рассматривается влияние условий нанесения покрытий на их свойства и структуру. Приведены результаты расчетных исследований влияния различных факторов на снижение температуры охлаждаемых лопаток и оценки теплозащитного эффекта керамических покрытий охлаждаемых деталей (рис.1 и 2). Рассматриваются новые ТЗП переменной толщины. Разработаны новые оригинальные расчетно-экспериментальные методики: 1 — оценки эффективности теплозащиты лопаток с ТЗП, нанесенных по разным технологиям, при газопламенном нагреве и 2 — моделирования эксплуатационного теплового состояния (рис.3) охлаждаемых лопаток турбин ГТД (защищенная патентом РФ) с использованием технологии высокочастотного (ВЧ) нагрева и тепловизионной системы измерения температур поверхности изделий. Для определения необходимых режимов ВЧ нагрева деталей разработан комплекс математических моделей и программ, обеспечивающих расчет нестационарных температурных полей охлаждаемых лопаток с ТЗП и индукторов (рис.4).