Пермские ученые улучшили систему охлаждения газотурбинного двигателя

Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) улучшили систему охлаждения элементов газотурбинного двигателя. Об этом сообщили в Министерстве образования и науки Пермского края. Исследование проводилось в соответствии с задачами нацпроекта «Наука и университеты».

Газотурбинный двигатель состоит из компрессора, камеры сгорания, турбины и вспомогательных систем. Установка широко применяется на электростанциях в качестве источника энергии. Рабочие лопатки являются важным элементом турбины. Чтобы они могли работать под постоянным потоком горячего газа, необходимо их непрерывно охлаждать.

Ученые подобрали оптимальную конструкцию системы подвода воздуха, которая обеспечивает лучшее охлаждение рабочей лопатки. Для модификации конструкции исследователи создали расчетную модель турбины высокого давления. С ее помощью они изучали, как изменение геометрии системы подвода охлаждающего воздуха повлияет на его температуру и тепловое состояние лопатки.

«Для снижения температуры охлаждающего воздуха в системе используется „аппарат закрутки“. Однако после него поток воздуха проходит через отверстия в дефлекторе (аэродинамическое устройство, устанавливаемое над вентиляционным каналом. — Прим. ред.), где происходят гидравлические потери и снижение предварительной закрутки. Поэтому важно сконструировать отверстия таким образом, чтобы воздух проходил через них безотрывно. Мы поворачивали отверстия на различные углы в сторону вращения ротора (вращающаяся часть двигателей, на которой расположены органы, получающие энергию от рабочего тела. — Прим. ред.). Результаты показали, что поворот отверстий в дефлекторе позволяет снизить гидравлические потери охлаждающего воздуха и повысить расход воздуха в лопатку. Это позволило снизить температуру входной кромки», — отметил аспирант кафедры «Авиационные двигатели» ПНИПУ Сергей Швалев.

Главная цель нацпроекта «Наука и университеты» — вывести Россию в пятерку мировых лидеров по разработкам в приоритетных областях. Создаются условия, чтобы ученым было комфортно жить и работать в нашей стране, большое внимание также уделяется популяризации науки, чтобы привлечь в эту сферу молодежь. Запущена программа по созданию сети современных кампусов. Исследователей обеспечивают передовым оборудованием и инфраструктурой, в том числе уникальными установками класса «мегасайенс» и новыми научными судами. Вузы, НИИ и бизнес приглашают участвовать в совместных проектах, что позволяет быстрее и эффективнее использовать передовые открытия на благо развития страны. Нацпроекты реализуются по решению Президента РФ Владимира Путина с 2019 года.