Файл: Жаров Г.Г. Судовые высокотемпературные газотурбинные установки.pdf

Предисловие

3

Основные условные обозначения

4

Г л а в а 1.

М а т е р и а л ы н системы о х л а ж д е н и я д л я

основных

д е т а л е й в ы с о к о т е м п е р а т у р н ы х т у р б и н

двигателей

5

пературы газа

1!

новных деталей турбин

17

ких

температурах

21

§

5.

Классификация

систем

охлаждения

и

тре­

бования

к

ним

27

§

6-

Открытые наружные системы охлаждения . .

33

§

7.

Открытые внутренние системы охлаждения

37

§

8-

Закрытые

системы

охлаждения

44

§

9-

Опыт по созданию

и доводке

ВГТУ . . . .

53

§

10.

Некоторые проблемы, связанные с примене­

Г л а в а II .

нием систем охлаждения

газовых турбин . .

61

Изменение

т е п л о е м к о с т и

в

процессах

с ж а т и я

и

расширения

и

расчет

в ы с о к о т е м п е р а т у р н о й

г а з о т у р б и н н о й у с т а н о в к и

§

11.

Методы расчета циклов газотурбинных уста­

новок

68

§

12.

Уравнения

адиабаты в форме, позволяющей

учитывать изменение теплоемкости в про­

цессах сжатия

и

расширения

69

§

13-

Приведенные функции Y и Z и изоэнтропий-

ные

работы сжатия

и

расширения . . . .

71

§

14.

Массовые

доли

продуктов

сгорания

угле­

водородных топлив

74

§

15.

Влияние

давления

на

изменение

теплоем­

кости в процессах сжатия и расширения

76

§ 16-

Использование

таблиц

изоэнтропийиых

ра­

бот при расчете циклов газотурбинных уста­

новок

80

Г л а в а

III -

Т е р м о д и н а м и к а ц и к л о в в ы с о к о т е м п е р а т у р н ы х

г а з о т у р б и н н ы х у с т а н о в о к

с о х л а ж д а е м ы м и т у р б и н а м и

§

17. Дополнительные

потери за счет охлаждения

газовых

турбин

84

§

18Метод проф. В-

В-

Уварова

расчета

охла­

ждаемой турбины

86

§

19-

Расчет ВГТУ с

турбинами, охлаждаемыми

водой

89

§ 20-

Расчет ВГТУ с турбинами, охлаждаемыми

воздухом

95

§ 21.

Эффективность

воздушного

охлаждения ло­

паток газовых

турбин

97

§ 22-

Энтропийный метод расчета потерь в ВГТУ

с охлаждаемыми

турбинами

101

§ 23-

Термодинамические потери энергии в ВГТУ

за счет отвода тепла в охлаждаемой турбине

104

§ 24-

Потери

энергии

за

счет

утилизации

отве­

денного

от турбины тепла

I l l

§ 25-

Потери энергии, связанные с отбором и про­

качиванием

охлаждающего

агента . . . .

113

§ 26-

Потери энергии от охлаждения турбины при

наличии

регенератора

116

§ 27.

Пределы

использования

различных

систем

охлаждения

117

§ 28-

Коэффициент

энергетических

потерь . . .

125

Г л а в а

IV-

Т е п л о о б м е н м е ж д у

газом

и н а р у ж н ы м и

поверхностями

о х л а ж д а е м ы х

д е т а л е й

г а з о в ы х т у р б и н

§ 29. Охлаждаемые поверхности газовой турбины

129

§ 30-

Локальные значения коэффициентов теплоот­

дачи от газа к охлаждаемым лопаткам . . .

131

§ 31.

Средние

значения

коэффициентов

тепло­

отдачи от газа к охлаждаемым лопаткам

135

§

32.

Зависимость

коэффициента

теплоотдачи газа

к лопаткам от параметров потока и гео­

метрии решетки

141

§ 33-

Теплоотдача

от

газа

к

торцевым стенкам

вращающихся дисков и роторов без принуди­

тельного

обдува

146

§ 34-

Теплоотдача от газа к торцевым стенкам

вращающихся дисков и роторов при нали­

чии обдува

150

§ 35-

Теплоотдача

от

газа

к межлопаточным по­

верхностям

ротора

(статора)

155

§ 36.

Теплоотдача в уплотнениях газовых турбин

158

§ 37.

Теплоотдача

на

вращающейся

гладкой ци­

линдрической

поверхности,

в

подшипниках

и в неограниченном

пространстве

160

Г л а в а

V-

Т е п л о о б м е н на внутренних

п о в е р х н о с т я х

о х л а ж д а е м ы х

д е т а л е й

газовых

т у р б и н

§ 38-

Теплоотдача в каналах и щелях при вы­

нужденном движении жидкости

164

§ 39-

Теплоотдача при стабилизации течения в ка­

налах

168

§ 40-

Теплоотдача

струн воздуха,

растекающейся

в щели по пластине

172

§ 41-

Теплообмен

в

замкнутых

каналах . . . .

175

§ 42-

Контактный

теплообмен

178

§ 43-

Теплообмен в цилиндрических капиллярных

каналах

и хвостовиках

рабочих

лопаток . .

181

Г л а в а

VI.

М е т о д ы определения

т е м п е р а т у р н ы х

полей

в о х л а ж д а е м ы х у з л а х т у р б и н ы

§ 44Уравнение теплопроводности

185

§ 45-

Решение

дифференциального

уравнения

те­

плопроводности

классическими

методами

189

§ 46-

Решение

дифференциального

уравнения

те­

плопроводности

методами

интегрального

преобразования

192

§ 47.

Решение дифференциального уравнения теп-

плопроводностн

приближенными

методами

195

§ 48Методы аналогии

198

Г л а в а

VII .

Т е м п е р а т у р н ы е

поля

о х л а ж д а е м ы х

у з л о в т у р б и н

§ 49.

Средняя

температура

охлаждаемых узлов

турбины

202

§ 50-

Температура

по

высоте лопатки,

охлаждае­

мой теплоотводом в диск

204

§ 51-

Температура

и

расход

охлаждающего

воз­

духа полой сопловой лопатки

208

§ 52-

Температура по высоте рабочей лопатки,

охлаждаемой

воздухом

213

§ 53-

Температура по профилю охлаждаемой воз­

духом лопатки с осевым выходом его в про­

точную часть

217

среды

222

§ 55-

Температура

охлаждаемой жидкостью ло­

патки

с продольными

каналами

227

§ 56.

Температура

диска, охлаждаемого

радиаль­

ным обдувом

234

§ 57-

Температура

дисков,

охлаждаемых

водя­

ными

экранами, заградительной

пленкой

экран

238

§ 58Нестационарное температурное

поле диска,

охлаждаемого

радиальным обдувом . . . .

241

§ 59Температурное состояние охлаждаемого ро­

тора газовой

турбины

246

Г л а в а VIII .

Т е м п е р а т у р н ы е

напряжения

в о х л а ж д а е м ы х

у з л а х т у р б и н ы

§ 60-

Особенности

оценки

прочности

охлаждае­

мых узлов турбины

250

§ 61-

Основные

уравнения

термоупругости . .

252

§ 62. Методы расчета температурных напряжений

257

§ 63-

Плоская

задача термоупругости

262

§ 64.

Методы решения плоской задачи термоупру­

гости

266

§ 65. Температурные напряжения в охлаждаемых

лопатках турбин

26!)

§ 66Температурные напряжения в рабочей

ло­

патке, охлаждаемой

теплоотводом

в

диск

272

§ 67. Экспериментальное определение температур­

ных напряжении в

охлаждаемых

лопатках

280

боты

283

силами и неравномерным нагревом . . . .

287

§ 70. Напряжение диска с учетом пластических

деформаций

291

шемся

режиме

294

Г л а в а

IX.

Г и д р а в л и ч е с к и е

сопротивления

систем

о х л а ж д е н и я г а з о в ы х т у р б и н

§ 72. Элементарные

участки в системах охлажде­

ния

298

§ 73.

Течение

потока

в прямолинейных каналах

и отверстиях

охлаждаемых

лопаток . . .

301

§ 74.

Течение потока в каналах различной формы

охлаждаемых

деталей

307

§ 75.

Влияние теплообмена, вращения

и скорости

потока

на

гидравлические

сопротивления

312

§ 76.

Гидравлические сопротивления в осевом за­

зоре между боковой поверхностью ротора и

корпусом

315

§ 77.

Гидравлические

сопротивления

дефлектор-

ной охлаждаемой воздухом

лопатки . . . .

318

§ 78.

Гидравлические

сопротивления в

охлаждае­

мых канальных

лопатках

321

§ 79.

Расчет

систем

гидравлического

сопротив­

ления

323

Г л а в а

Х-

Э ф ф е к т и в н о с т ь

применения

в ы с о к о т е м п е р а т у р н ы х

г а з о т у р б и н н ы х

у с т а н о в о к на

морских

с у д а х

§ 80.

Масса и габариты судовых высокотемпе­

ратурных

газотурбинных установок . . .

330

§ 81.

Экономичность

судовых

высокотемператур­

ных газотурбинных установок

335

§ 82. Ресурс

судовых

высокотемпературных газо­

турбинных

установок

340

§ 83.

Стоимость судовых высокотемпературных га­

зотурбинных

установок

344

Заключение

348

Приложения

349

Указатель литературы

352

Р е д а к т о р Р . Д .

Никитина

Т е х н и ч е с к и й р е д а к т о р Р . К- Ч и с т я к о в а

К о р р е к т о р ы : В . М . Л л ь ф и м о в а , Е . Г . Л у к и н

О ф о р м л е н и е п е р е п л е т а , с у п е р о б л о ж к и х у д о ж н и к а

В. В . Б е л я к о в а

Сдано

D набор 16/XI 1972 г .

П о д п и с а н о к печати

9/I V 1973

г.

М-18773. Ф о р м а т

60x90/16. Бумага т и п о г р а ф с к а я

№ 1.

П е ч . л . 22.5

Уч . - изд . л . 23,9.

Т и р а ж

1800 экз . З а к . 2 1 3 9 . Цена

1 р у б . 57 коп .

Изд.

К« 2674—71.

Издательство «Судостроение»,

191065, Л е н и н г р а д ,

у л . Г о г о л я ,

8

Л е н и н г р а д с к а я

т и п о г р а ф и я №

6 Согозполнграфпрома при

Государственном комитете Совета Министров СССР

по д е л а м издательств,

полиграфии

и к н и ж н о й

торговли

193144, Л е н и н г р а д , у л .

М о и с с е н к о ,

10