Конструкция рабочих лопаток осевых газовых турбин

Рабочая лопатка — одна из наиболее ответственных и напря­женных деталей ГТД.

Ее основными элементами являются:

Ø перо – профилированная часть;

Ø хвостовик;

Ø ножка хвостовика;

Ø бандажная полка.

Для газовых турбин ГТУ применяются, в основном хвостовики елочного типа, что объясняется прежде всего рациональным использованием материала в соединении лопатки и диска.

Это дает возможность обеспечить передачу значительных нагрузок при относительно небольших размерах хвостовика и разместить необходимое количество лопаток.

Осевая фиксация лопаток относительно диска осуществляется в большинстве случаев отгибными пластинчатыми замками (фиксаторами), так как действующая на лопатку в осевом направлении составляющая газовой силы в несколько раз меньше возникающей при вращении силы трения.

В большинстве случаев рабочие лопатки современных газо­вых турбин имеют в концевой части пера бандажные полки которые способствуют повышению вибропрочности и уменьшению перетекания газа в зазоре между рабочей лопаткой и корпусом турбины.

Кроме того, полочное бандажирование позволяет иногда применить более тонкие профили, что ведет к снижению гидравлических сопротивлений и повышению газодинамической эффективности решетки профилей турбины, а также снижению массы лопаток и всего ротора турбины в целом (причем сниже­ние массы может быть весьма значительным — до 25...40%).

Конструктивно для обеспечения охлаждения лопаток турбин они изготавливаются с:

Ø радиальным течением охлаждающего воздуха;

Ø петлевым течение охлаждающего воздуха;

Ø полу петлевым течением охлаждающего воздуха;

Ø проникающим охлаждением;

Ø пленочным охлаждением;

Ø конвективно-пленочным охлаждением;

Ø интенсификаторами теплоотдачи.

Более эффективное охлаждение достигается в лопатках с интенсификаторами теплоотдачи, в качестве которых могут использоваться штырьки. Они обеспечивают турбулизацию потока охлаждающего воздуха, вследствие чего повы­шается коэффициент теплоотдачи.

В лопатках с дефлектором может быть орга­низовано не только радиальное, но и осевое движение охлажда­ющего воздуха.