где
k
— номер итерации;
p
k
i
— давление охладителя в
i
-м участке
гидравлической сети. Коэффициенты гидравлического сопротивления
ξ
ij
, входящие в уравнение (14), можно определить по эмпирическим
соотношениям, имеющимся, например, в работах [23, 24].
Значение
α
в
в области входной кромки лопатки с внутренним сег-
ментным оребрением, обдуваемой воздухом одним рядом круглых
струй через отверстия в носике дефлектора, рассчитывается зависи-
мостью [12, 23, 24]
Nu
=
C
Re
0
,
98
Pr
0
,
43
/
(
L/b
equ
)
,
где
b
equ
=
πd
2
0
/
2
t
0
— ширина эквивалентной по площади щели;
d
0
,
t
0
— диаметр и шаг отверстий в носовой части дефлектора. Критерий Re
в данной формуле определяется по скорости струи на выходе через
отверстия дефлектора, в качестве характерного размера принимается
длина внутреннего обвода входной кромки
L
.
На участках струйного обдува поверхностей, кроме зоны входной
кромки, можно воспользоваться эмпирической зависимостью [12, 23]
Nu
= 0
,
018 0
,
36
δ
2
−
0
,
34
δ
+ 0
,
56
−
0
,
1
h S
x
×
×
(
G
c
f
k
/G
k
f
c
)
k
∙
Re
0
,
8
,
(15)
где
δ
=
δ/d
— относительная толщина дефлектора;
h
=
h/d
— от-
носительная высота канала между дефлектором и стенкой лопатки;
S
=
S/d
— относительный шаг системы струй;
d
— диаметр перфо-
рации;
k
= 0
,
25 + 0
,
5
h
. Критерий Re в формуле (15) определяется
по гидравлическому диаметру поперечного канала
L
= 0
,
75
−
0
,
45
δ
и
скорости потока охладителя за зоной перфорации дефлектора.
При расчетах в каждом итерационном процессе производится про-
верка пропускной способности тракта охлаждения по полному давле-
нию на выходе, подсчитанному соответственно через потери полного
давления и приведенную скорость истечения воздуха из лопатки с
учетом его подогрева.
Таким образом, обеспечение необходимого значения коэффициен-
та теплоотдачи
α
в
производится путем варьирования комплексом гео-
метрических параметров схемы охлаждения и режимных параметров
охладителя [10, 12, 23, 24].
Разработанные методики реализованы при проведении расчетно-
экспериментальных исследований термического состояния соплового
аппарата I ступени турбины высокого давления серийной газотурбин-
ной установки. При этом использованы следующие геометрические
данные профиля и режимные параметры газового потока, полученные
расчетным путем: шаг решетки —
t
= 41
,
5
м, скорость газа на вхо-
де в решетку —
V
1
= 156
м/с, скорость газа на выходе из решетки —
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 3 111
