Integral Methods in the Determination of Temperature Fields of Cooled Blades of Gas Turbines

Authors: C. Ardil

Abstract:

A mathematical model and an effective numerical method for calculating the temperature field of the profile part of convection cooled blades have been developed. The theoretical substantiation of the method is proved by corresponding theorems. To this end, convergent quadrature processes were developed and error estimates were obtained in terms of the Zygmund continuity moduli.The boundary conditions for heat exchange are determined from the solution of the corresponding integral equations and empirical relations.The reliability of the developed methods is confirmed by the calculation-experimental studies of the thermohydraulic characteristics of the nozzle apparatus of the first stage of a gas turbine.

Keywords: Integral methods, determination of temperature fields, cooled blades, gas turbines.

Digital Object Identifier (DOI): doi.org/10.5281/zenodo.1315388

References:

[1] Аронов Б.М., Жуковский М.И., Журавлев В.А. Профилирование лопаток авиационных газовых турбин. М.: Машиностроение , 1975, 191с.
[2] Бекнев В.С., Епифанов В.М., Леонтьев А.И., Осипов М.И., Панков О.М., Шабаров А.Б., Янсон Р.А. Газовая динамика. Механика жидкости и газа. Под общей ред. А.И.Леонтьева. Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997, 671с.
[3] Бойко А.В. Оптимальное проектирование проточной части осевых турбин. Харьков, “Вища школа”, 1982, 151с.
[4] Вохмянин С.М., Роост Э.Г., Богов И.А. Программный комплекс COLD для расчета систем охлаждения лопаток газовых турбин. Расчет параметров охладителя. С-ПБ.: Международная Академия Наук Высшей Школы. Санкт-Петербургское отделение.1996, 71с.
[5] Галицейский Б.М., Совершенный В.Д., Формалев В.Ф., Черный М.С. Тепловая защита лопаток турбин. М.: изд-во МАИ, 1996, 356 с.
[6] Голубева О.И. К определению температурного поля лопаток газовых турбин. / Труды ЦИАМ №129. М.: Оборонгиз, 1947, 16с.
[7] Зысина-Моложен Л.М., Зысин Л.В., Поляк М.П. Теплообмен в турбомашинах. Л.: Машиностроение, 1974, 336с.
[8] Копелев С.З., Слитенко А.Ф. Конструкция и расчет систем охлаждения ГТД. Под. Ред. Слитенко А.Ф. Харьков; Изд-во “Основа” при Харьк. Ун-те, 1994, 240с.
[9] Пашаев А.М., Аскеров Д.Д., Садыхов Р.А. Моделирование температурных полей в авиационных газотурбинных двигателях. Труды ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, вып. 2661. М.: изд-во ЦАГИ, 2003, 16 с.
[10] Пашаев А.М., Аскеров Д.Д., Садыхов Р.А. Моделирование температурных полей в элементах газотурбинных двигателей. Труды X Междун. научно-технич. конфер. “Машиностроение и техносфера XXI века”. Севастополь, 2003, с.26-30.
[11] Пашаев А.М., Садыхов Р.А., Самедов А.С. Моделирование температурных полей лопаток газовых турбин. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия “Машиностроение”. Вып. 38, №1, 2000, с.70-77.
[12] Пашаев А.М., Садыхов Р.А, Самедов А.С., Ардил Д. Численное моделирование температурных полей в элементах авиационных газовых турбин. Научный вестник МГТУ Гражданской Авиации, серия «Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов» №85 (3), с.109-120. М.: МГТУ ГА, 2005.
[13] Садыхов Р.А. К численному решению интегральных уравнений Фредгольма II рода с логарифмической особенностью. М.,1984. Деп. ВИНИТИ №6601-84. 19с
[14] Садыхов Р.А., Самедов А.С. Моделирование температурных полей элементов газовых турбин. Ученые записки Аз.ТУ. Том VI, №5. Баку, изд-во Аз.ТУ, 1998, с.234-239.
[15] Теплообменные устройства газотурбинных и комбинированных установок / Н.Д. Грязнов, В.М. Епифанов, В.Л. Иванов, Э.А. Манушин. М.: Машиностроение, 1985, 360с.
[16] Теплоотдача в охлаждаемых деталях газотурбинных двигателей летательных аппаратов / В.И. Локай, М.Н. Бодунов, В.В. Жуйков, Ф.В. Щукин. М.: Машиностроение, 1995, 216с.
[17] A. Pashayev, D. Askerov, R. Sadiqov, A.Samedov, C. Ardil. Modeling of Gas Turbine Cooled Blades. Proceedings of 8th Biennial ASME Conference on Engineering Systems Design and Analysis (ESDA 2006) July 4-7, 2006, Torino, Italy.
[18] Pashayev A.M., Sadykhov R.A., Hajiev C.M. The BEM Application in development of Effective Cooling Schemes of Gas Turbine Blades. 6th Bienial Conference on Engineering Systems Design and Analysis, Istanbul, Turkey, July, 8-11, 2002.