Apakah bahan bilah turbin enjin pesawat? Apakah kaedah penyejukan bilah turbin?

May 22, 2023

Bilah turbin adalah komponen penting dalam bahagian turbin dalam enjin turbin gas. Bilah berputar berkelajuan tinggi bertanggungjawab untuk menarik suhu tinggi dan udara tekanan tinggi ke dalam pembakar untuk mengekalkan kerja enjin. Seterusnya, beritahu saya secara terperinci apakah bahan -bahan untuk bilah turbin enjin pesawat dan apakah kaedah penyejukan untuk bilah turbin.

1. Apakah bahan bilah turbin enjin pesawat?
A. aloi suhu tinggi cacat

Perkembangan superalloys tempa mempunyai sejarah lebih dari 50 tahun. Superalloys tempa yang biasa digunakan dalam enjin pesawat domestik adalah terutamanya sistem aloi Cr-Ni dan sistem aloi Cr-Ni-Co. Untuk butiran, rujuk Jadual 1. Sebagai kandungan aluminium, titanium, tungsten, dan molibdenum meningkat dalam superalloys, sifat bahan terus bertambah baik, tetapi kebolehkerjaan panas berkurangan; Menambah kobalt unsur aloi mahal dapat meningkatkan sifat-sifat keseluruhan bahan dan meningkatkan kestabilan struktur suhu tinggi.

B. membuang superalloys

Kestabilan galas bilah turbin cast meningkat dari kira -kira 750 ° C pada tahun 1940 -an hingga kira -kira 1700 ° C pada tahun 1990 -an. Superalloys pelakon untuk bilah ditunjukkan dalam Jadual 2.

C. Pembentukan aloi titanium superplastik

Pada masa ini, aloi titanium yang paling biasa digunakan untuk bilah pembentukan superplastik ialah Ti6al4v dan Ti6al2Sn4Zr2Mo. Lebih banyak bahan aloi titanium ditunjukkan dalam Jadual 3. Walaupun penggunaan bahan komposit mempunyai trend yang semakin meningkat baru Prestasi suhu, jadi aloi titanium masih merupakan bahan utama untuk bahagian pembentukan superplastik seperti bilah enjin pesawat.

D. Sebatian Intermetallic

Ini adalah jenis bahan baru yang boleh menggantikan superalloys sepenuhnya. Superalloys akan membentuk fasa Y apabila mereka bekerja pada suhu tinggi. Kajian telah menunjukkan bahawa fasa ini adalah sebab utama kekuatan suhu tinggi, rintangan rayapan dan rintangan pengoksidaan suhu tinggi bahan. Oleh itu, orang mula belajar bahan kompaun intermetallic. Sebatian intermetallic, yang ketumpatannya hanya separuh daripada superalloys, boleh digunakan sekurang-kurangnya dalam segmen tekanan rendah untuk menggantikan superalloys.

E. Bahan baru

Enjin GE90-115B yang dihasilkan oleh General Motors dari Amerika Syarikat menggunakan bilah polimer serat karbon dan tepi bilah aloi titanium. Terdapat 22 bilah turbofan secara keseluruhan, dengan berat badan 30-50 pound dan jumlah berat 2000 pound. Ia boleh memberikan nisbah tujahan yang terbaik dan kini merupakan bilah enjin jet pesawat terbesar yang digunakan dalam pesawat Boeing 777.

Apakah bahan bilah turbin enjin pesawat

2. Apakah kaedah penyejukan bilah turbin?
Dalam bidang enjin aero, penyejukan konveksi, penyejukan imping, penyejukan filem, dan penyejukan yang berbeza telah dibangunkan secara berturut-turut. Tujuan penyejukan adalah untuk meningkatkan suhu sebelum turbin untuk meningkatkan prestasi enjin, menjadikan medan suhu di bilah sama rata, dan mengurangkan tekanan haba. .

1. Penyejukan Konveksi

Penyejukan Convective adalah salah satu kaedah penyejukan yang digunakan secara meluas hari ini. Udara penyejuk melewati beberapa petikan khas di dalam bilah, dan melalui perolakan ini, ia bertukar panas dengan dinding dalaman bilah, supaya suhu bilah dikurangkan untuk mencapai kesan penyejukan, dan kesan penyejukan adalah 200 ° C hingga 250 ° C.

2. Jenis kesan

Penyejukan penyejukan adalah penyejukan semburan, yang menggunakan satu atau lebih jet udara penyejuk untuk menghadapi permukaan untuk disejuk Bilah itu diterima pakai terlebih dahulu. Pada dasarnya, penyejukan penyejukan masih tergolong dalam penyejukan konvensional.

3. Penyejukan Filem Udara

Udara penyejuk memasuki rongga dalaman bilah dari hujung bilah, dan bilah turbin penyejuk filem udara direka dan dihasilkan dengan sejumlah besar lubang kecil. Ia dipisahkan dari gas suhu tinggi untuk mencapai tujuan penyejukan bilah turbin.

4. Penyejukan divergent

Penyejukan divergent, juga dikenali sebagai penyejukan peluh, adalah sejenis teknologi penyejukan turbo di mana udara penyejuk meresap dari rongga dalaman bilah melalui banyak micropores di dinding bilah, seperti berpeluh.

Ia adalah bilah berongga yang diperbuat daripada laminates berpori aloi tinggi, dan udara penyejuk tekanan tinggi mengalir keluar dari rongga dalaman bilah melalui liang padat di dinding dan mengalir ke permukaan luar bilah. Lapisan penebat rongga yang lengkap dan berterusan dibentuk di antara gas suhu tinggi dan permukaan bilah, yang bukan sahaja dapat memisahkan sepenuhnya permukaan bilah dari gas, tetapi juga menyerap sebahagian haba pada permukaan bilah . Kaedah penyejukan ini boleh membuat bahan bilah suhu dekat dengan suhu udara penyejuk. [3]

Masalah teknikal yang dihadapi oleh kaedah penyejukan ini adalah bahawa bahan berliang mudah disekat selepas pengoksidaan, setiap lapisan perlu berliang, lubang tidak mudah diselaraskan, dan prosesnya rumit.

Untuk setiap peningkatan 100 ° C dalam suhu sebelum turbin, prestasi enjin akan meningkat sekurang -kurangnya 10% di bawah syarat bahawa saiz enjin tetap sama. Inilah sebabnya suhu sebelum turbin menjadi penunjuk penting bagi kami untuk mengukur kualiti enjin.