Формирование моделей для определения граничных условий теплообмена в каналах системы охлаждения лопатки турбины

Abstract

Рассмотрена задача формирования моделей для определения коэффициентов теплоотдачи и температуры охлаждающего воздуха в каналах системы охлаждения рабочей лопатки турбины по значениям параметров проточной части, измеряемых в эксплуатации. Выполнен анализ трех альтернативных моделей для определения коэффициентов теплоотдачи и трех альтернативных моделей для определения температуры охлаждающего воздуха. Структура всех моделей связывает значения неизмеряемых параметров с измеряемыми параметрами проточной части регрессионными соотношениями. Для анализа робастности моделей к изменению технического состояния и условий работы двигателя рассмотрено десять дефектов различных узлов. В результате обоснован выбор наилучшей модели для определения коэффициентов теплоотдачи и температуры охлаждающего воздуха.

Розглянута задача формування моделей для визначення коефіцієнтів тепловіддачі та температури охолодного повітря в каналах системи охолодження робочої лопатки турбіни за значеннями параметрів проточної частини, вимірюваних в експлуатації. Виконано аналіз трьох альтернативних моделей для визначення коефіцієнтів тепловіддачі та трьох альтернативних моделей для визначення температури охолодного повітря. Структура всіх моделей з’єднує значення невимірюваних параметрів з вимірюваними параметрами проточної частини регресійними співвідношеннями. Для аналізу робастності моделей до зміни технічного стану та умов роботи двигуна розглянуто десять дефектів різних вузлів. В результаті обґрунтовано вибір найкращої моделі для визначення коефіцієнтів тепловіддачі та температури охолодного повітря.

The task of formulating models to calculate the heat transfer coefficients and the temperature of the cooling air in the channels of a turbine blade cooling system is considered. Three models to calculate the heat transfer coefficients and three models to calculate the temperature of the cooling air are analyzed. The models are formulated so the heat transfer coefficients and the cooling air temperature are calculated using regression correlations; in witch the engine gas path measured parameters are used as arguments To analyze the model’s robustness, 10 defects reflecting the change in the technical conditions of the engine gas path and its working conditions were considered. The best model to calculate the heat transfer coefficients and the temperature of the cooling air is selected based on the analysis of the obtained results.