渦輪葉片熱分布測量方法研究.pdf

1、燃氣輪機是目前熱動力裝置中最為先進的類型,廣泛應(yīng)用于航天、航空、艦船、電力等各個領(lǐng)域。渦輪葉片是燃氣輪機中工作負荷最高的零部件之一,也是故障發(fā)生率最高的部件之一,其相關(guān)技術(shù)的研究在燃氣輪機技術(shù)的研究工作中既是重點,也是難點。溫度是確定物質(zhì)狀態(tài)的重要參數(shù),也是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝參數(shù),對于渦輪葉片來說,溫度直接反映了葉片的工作狀態(tài)。通過對葉片表面溫度分布的研究,可以分析葉片的加工工藝、使用壽命、冷卻性能等。燃氣輪機工作時,渦輪葉片高速旋轉(zhuǎn)

2、,其表面溫度分布受熱應(yīng)力,氣體力等影響較大,在動態(tài)測量中基本無法確定這些因素對溫度測量結(jié)果造成的誤差大小。
　　本課題通過閱讀大量有關(guān)燃氣輪機傳熱和冷卻技術(shù)的文獻資料,在實驗室環(huán)境下搭建一個渦輪葉片測溫平臺,通過改變?nèi)~片熱場環(huán)境的部分參數(shù)來驗證不同因素對測溫結(jié)果的影響。該測溫平臺使用電熱爐產(chǎn)生渦輪葉片的加熱環(huán)境,利用光學(xué)掃描和輻射測溫的方法來測量葉片表面的溫度分布。通過對幾種常見掃描方式的研究,結(jié)合實驗室現(xiàn)有條件,采用45°旋轉(zhuǎn)反

3、射鏡掃描的方法完成對葉片表面溫度數(shù)據(jù)的采集?；诒緦嶒炂脚_,分析了葉片內(nèi)部氣道結(jié)構(gòu)對表面溫度分布的影響、建立了葉片表面溫度分布的數(shù)學(xué)模型、驗證了測量角度和葉片表面反射率對測溫結(jié)果的影響等。
　　通過對實驗結(jié)果的分析,證明該系統(tǒng)可以有效地測量渦輪葉片表面的溫度分布,將葉片溫度分布與內(nèi)部氣道結(jié)構(gòu)建立了相應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系。同時基于對實驗數(shù)據(jù)的分析,采用非線性最小二乘擬合的方法建立了葉背表面溫度分布的數(shù)學(xué)模型,給出了葉片氣冷后溫度與葉片溫場和