Разработка эффективной системы охлаждения энергетической газотурбинной установки среднего класса мощности с применением современных расчетно-экспериментальных методов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.12, кандидат наук Кривоносова, Виктория Владимировна

• Кривоносова, Виктория Владимировна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Кривоносова, Виктория Владимировна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА О ВОЗМОЖНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ ЛОПАТОК ТУРБИНЫ ГТУ СРЕДНЕГО КЛАССА МОЩНОСТИ

1.1. Потребность совершенствования систем охлаждения высокотемпературных газовых турбин. Современное состояние

1.2. Основные подходы к моделированию трехмерного температурного поля лопаток высокотемпературных газовых турбин при конвективно-пленочной системе охлаждения

1.3. Гидравлическое сопротивление и теплообмен в гладких каналах. Интенсификация теплообмена в зоне выходной кромки

1.4. Гидродинамическое сопротивление и теплообмен в каналах со столбиками -турбул изаторами

1.5. Гидродинамическое сопротивление и теплообмен в каналах с вихревыми матрицами

1.6. Цели и задачи диссертации

2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА РАСЧЕТА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА В КАНАЛАХ СО СТОБИКАМИ -ТУРБУЛИЗАТОРАМИ И ВИХРЕВОЙ МАТРИЦЕЙ

2.1. Получение и обоснование расчетной зависимости для гидродинамического сопротивления канала со столбиками-турбулизаторами

2.2. Сравнительный анализ и обоснование зависимости для расчета теплообмена в канале со столбиками - турбулизаторами

2.3. Методика расчета характеристик вихревых матриц: сопоставление расчетных и эмпирических данных

2.4. Влияние режимных и геометрических факторов на эффективность интенсификации теплообмена в каналах со столбиками - турбулизаторами и вихревой матрицей

2.5 Выводы по второй главе

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ЛОПАТОК ГТЭ-65 В УСЛОВИЯХ

СТЕНДА

3.1 Экспериментальный стенд

3.2. Методика проведения эксперимента и обработки результатов экспериментальных исследований

3.3. Теплогидравлические характеристики перфорированной охлаждаемой

лопатки

3.4 Выводы по третьей главе

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРЕХМЕРНОГО ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ НАПРАВЛЯЮЩЕЙ ЛОПАТКИ ПЕРВОЙ СТУПЕНИ ТУРБИНЫ ГТЭ-65 С РАЗВИТОЙ КОНВЕКТИВНО-ПЛЕНОЧНОЙ СИСТЕМОЙ ОХЛАЖДЕНИЯ

4.1. Система охлаждения сопловой лопатки первой ступени турбины

4.2. Вычислительные аспекты моделирования температурного поля сопловой лопатки первой ступени турбины с конвективно-пленочным охлаждением

4.3. Результаты численного моделирования температурного состояния сопловой лопатки первой ступени турбины с конвективно-пленочным охлаждением

4.4. Совершенствование конвективно-пленочной системы охлаждения сопловой лопатки первой ступени ГТЭ-65 с применением номограмм и результатов

численного расчета

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

159

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка эффективной системы охлаждения энергетической газотурбинной установки среднего класса мощности с применением современных расчетно-экспериментальных методов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Высокая начальная температура газа позволяет обеспечить конкурентоспособный уровень КПД цикла современных стационарных ГТУ (газотурбинная установка). Однако жаропрочность современных сплавов не обеспечивает требуемый ресурс лопаток, поэтому требуется охлаждение деталей горячего тракта турбины. Как показывает обзор конструкции современных ГТУ класса H и J, средняя глубина охлаждения турбинных лопаток, изготавливаемых из современных жаропрочных сплавов, должна составлять не менее 0.6, а локальное минимальное значение должно составлять 0.45 - 0.5. Открытая воздушная система охлаждения успешно конкурирует с паровым охлаждением благодаря эксплуатационным и технологическим преимуществам. Повышение эффективности воздушного конвективно-пленочного охлаждения, обеспечивающего заданную глубину охлаждения и минимизацию температурных градиентов, требует совершенствования методов расчета теплового состояния лопаток через уточнение эмпирических зависимостей и отработку методов численного моделирования, что является актуальной задачей.

Степень разработанности темы исследования. Для проектирования системы охлаждения, обеспечивающей современный уровень КПД ГТУ, требуется достоверные расчетные данные. Обзор литературы и сопоставление эмпирических зависимостей для расчета теплогидравлических параметров матрицы штырей показали расхождение результатов расчетов более, чем на 100%. Численное моделирование температурного поля охлаждаемых лопаток турбины внедрено в современный цикл проектирования ГТУ. При этом остро стоит вопрос о верификации результатов численных расчетов. Это позволяет сформулировать цель и ряд задач, решение которых обеспечит ее достижение.

Цель и задачи работы. Целью диссертации является разработка

рациональных подходов проектирования системы охлаждения и моделирования

* /

трехмерного (3D) теплового состояния лопаток турбомашин с* развитым

конвективно-пленочным охлаждением. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Разработать и обосновать опытными данными конструкцию турбинной сопловой лопатки с развитой системой конвективно-пленочного охлаждения со средней глубиной охлаждения не менее 0.63 при относительном расходе воздуха на охлаждение профиля не более 7%;

2. Предложить уточненные зависимости для расчета гидравлического сопротивления и теплообмена для каналов с матрицей штырей;

3. Разработать методику определения геометрических параметров матрицы штырей по заданному приросту сопротивления или интенсификации теплообмена;

4. Создать математическую модель для расчета гидравлического сопротивления и теплообмена в вихревой матрице;

5. Провести анализ теплогидравлического качества столбиков - турбулизаторов и вихревой матрицы в диапазоне чисел Рейнольдса 1000<Re<100 ООО;

6. Провести экспериментальные исследования гидравлических характеристик и теплового состояния перфорированной сопловой лопатки первой ступени турбины с развитой конвективно-пленочной системы охлаждения;

7. Разработать и верифицировать трехмерную численную модель для расчета теплового состояния охлаждаемой лопатки в пакете FLUENT с включением программы Thermal&Hydraulic Analysis (с уточненными зависимостями для расчета сопротивления и теплообмена охладителя в полостях лопатки);

8. Дать рекомендации по повышению эффективности использования охлаждающего воздуха во второй полости сопловой лопатки первой ступени турбины ГТЭ - 65.

Объект исследования: направляющая лопатка турбины с конвективно-пленочным охлаждением.

Методология и методы исследования. В работе использованы эмпирические и теоретические методы исследования. Решения поставленных

г ,

задач базируются на экспериментальных данных, полученных по результатам

теплогидравлических стендовых испытаний охлаждаемой лопатки, а также на теоретических положениях и основополагающих закономерностях термогазодинамики, тепломассообмена, численных методах с их верификацией. Научная новизна результатов заключается в следующем:

- Получены экспериментальные теплогидравлические характеристики направляющей лопатки первой ступени турбины с конвективно-пленочным охлаждением;

- Обобщены опытные данные и предложена новая эмпирическая зависимость для расчета сопротивления в каналах со столбиками - турбулизаторами;

- Разработана методика определения оптимальной геометрии матрицы штырей;

- Разработана расчетная модель для определения гидравлического сопротивления и теплообмена в каналах вихревой матрицы;

- Выполнено сопоставление эффективности интенсификации теплообмена и даны рекомендации по применению матрицы штырей и вихревой матрицы;

- На основе уравнений Навье-Стокса, осредненных по Рейнольдсу, разработана численная трехмерная модель для расчета температурного поля лопатки с конвективно-пленочным охлаждением.

Теоретическая и практическая значимость работы.

1. Обоснована опытными данными конструкция сопловой лопатки первой ступени газотурбинной установки среднего класса мощности с развитой системой конвективно-пленочного охлаждения со средней глубиной охлаждения не менее 0.63, при относительном расходе воздуха на охлаждения не более 7%

2. Предложена и апробирована методика определения геометрии матрицы штырей с максимальной эффективностью охлаждения при заданной интенсификации теплообмена или при заданных потерях давления.

3. Разработана численная ЗБ модель с решением сопряженной задачи теплообмена для расчета температурного поля лопатки с конвективно-пленочным охлаждением

< , I *

4. Результаты работы применены при проектировании охлаждаемых лопаток

турбины ГТЭ-65.

Положения, выносимые на защиту: эмпирическая зависимость для расчета коэффициента гидравлического сопротивления канала со столбиками-турбулизаторами; методика определения оптимальных геометрических параметров матрицы штырей; результаты теплогидравлических испытаний направляющей лопатки первой ступени турбины с развитой конвективно-пленочной схемой охлаждения; результаты верификационных расчетов характеристик системы охлаждения и теплового состояния направляющей лопатки первой ступени турбины.

Степень достоверности полученных результатов работы достигается использованием фундаментальных законов сохранения массы, импульса и энергии, применением современной измерительной техники, повторяемостью опытных данных, проведением оценки погрешности измерений, верификацией моделей на основе сравнения с опытными данными стендовых испытаний.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены и положительно оценены на секции ПТ, ГТ и ПГ установок НТС ОАО «НПО ЦКТИ» (СПб, 2007), на международной научно - практической конференции «Авиадвигатели XXI века» (Москва, 2005, 2010) , на международной конференции «ASME» (Ванкувер, 2011), на конференции «ANSYS в энергетике» (СПб, 2012), на объединенном семинаре кафедр "Турбины, гидромашины и авиационные двигатели" и "Теоретические основы теплотехники" СПбГПУ (СПб, 2013).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, из них 4 работы в изданиях, рекомендованных ВАК.

Личный вклад диссертанта состоит: в постановке задач исследования, в разработке расчетных моделей и проведении расчетов гидравлики и теплового состояния, в разработке программы экспериментальных исследований, в анализе полученных экспериментальных и расчетных данных, в обобщении опытных данных и разработке уточненной эмпирической зависимости для расчета гидравлического сопротивления каналов со столбиками-турбулизаторами, < в

разработке методики определения оптимальных геометрических параметров матрицы штырей.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения, списка обозначений и списка литературы из 105 наименования. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, имеет 30 таблиц и 67 рисунков.

В главе 1 диссертации на основе анализа технико-экономических параметров и методов охлаждения элементов горячего тракта современных стационарных высокотемпературных ГТУ сделан вывод о перспективности развития воздушно-конвективного охлаждения турбинных лопаток и обоснована необходимость совершенствования расчетных методов определения теплового состояния охлаждаемых лопаток. В разделе 1.4 диссертации представлен обзор литературы, в котором указаны шесть зависимостей для расчета гидравлического сопротивления и девять зависимостей для расчета критерия Нуссельта в канале со столбиками - турбулизаторами. В разделе 1.5 дается обзор исследований, посвященных изучению механизма интенсификации теплообмена и гидравлического сопротивления в канале с вихревой матрицей. Представлены две эмпирические зависимости для расчета гидравлического сопротивления и три зависимости для расчета критерия Нуссельта в каналах с вихревыми матрицами.

В главе 2 выполнено сопоставление эмпирических зависимостей (ЦИАМ, НЗЛ, Мецгера и др.) с опытными данными ЦИАМ, которое показало, что расхождение результатов расчета гидравлических потерь в канале с шахматным расположением столбиков-турбулизаторов составляет более 100%. В работе предложена новая эмпирическая зависимость, учитывающая влияние основных геометрических и режимных параметров матрицы штырей в широком диапазоне (81/(1=1,043 - 4.0; 82/с1=1,25 -4.0; Н/сМ),6-8; Яе=1000-60000). Хорошее соответствие новой эмпирической зависимости с опытными данными подтверждается значениями коэффициентов несовпадения Тейла- Я. На основе сопоставления с опытными данными выбрана наиболее надежная зависимость для расчета теплообмена в матрице штырей. Разработана методика определения оптимальных параметров матрицы штырей на основе номограмм. На основе корреляционных зависимостей (Г. П. Нагога, Ю. М.

Ануров) разработана расчетная модель для определения сопротивления и теплообмена в вихревой матрице. Выполнено сопоставление теплогидравлического качества столбиков-турбулизаторов и вихревой матрицы.

Глава 3 дается описание результатов опытного исследования эффективности охлаждения лопаток первой ступени высокотемпературной турбины в условиях стенда. Экспериментальные исследования включают определение пропускной способности внутренней системы каналов и эффективности охлаждения профиля. Отмечено, что приведенный расход первой и второй полости лопатки соответствует проектному значению. Средняя глубина охлаждения профиля составляет 0.63, при относительном расходе воздуха на охлаждение профильной части - 7% от расхода на входе в компрессор.

В главе 4 разработана и верифицировать трехмерная численная модель для расчета теплового состояния охлаждаемой лопатки в пакете FLUENT с включением программы Thermal&Hydraulic Analysis (с уточненными зависимостями для расчета сопротивления и теплообмена охладителя в полостях лопатки). Расхождение экспериментальных и расчетных данных составляет не более 5%. Минимальная температура профиля получена на спинке в районе 1-2 рядов перфорации, максимальная температура - на корыте в зоне выходной кромки. Даны рекомендации по усовершенствованию системы охлаждения в зоне выходной кромки сопловой лопатки первой ступени турбины за счет применения вихревой матрицы.

1. ВОЗМОЖНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ ЛОПАТОК ТУРБИНЫ ГТУ СРЕДНЕГО

КЛАССА МОЩНОСТИ

1.1 Потребность совершенствования систем охлаиедения высокотемпературных газовых турбин. Современное состояние

В настоящее время газовые турбины широко применяются в стационарной энергетике в комбинированных установках с бинарным газопаровым циклом (111 У) [32, 52]. Показатели парогазовых установок зависят от начальной температуры газа Тз. При повышении Тз несколько возрастает удельная мощность и заметно повышается экономичность. За счет парового контура заметно увеличивается удельная работа 111 У, причем она тем больше, чем выше начальная температура газа. Как отмечено в [3], возможность широкого применения комбинированных установок в энергетике связана с резким повышением начальной температуры газа Тз. Поэтому за последние 30 лет начальная температура газа ГТУ возросла с 750°С до 1600°С. Температура газа на входе в турбину в ряде современных серийных стационарных ГТУ производства General Electric, Mitsubishi составляет 1500°С [100]. В настоящее время начальная температура газ установки M501J [80, 84] составляет 1600°С, и ведутся работы по созданию ГТУ с начальной температурой газа 1700°С [83]. Рост начальной температуры газа приводит к повышению температуры дисков, сопловых и рабочих лопаток и других элементов турбины, которые подвержены термической усталости, газовой коррозии и эрозии [13]. Разность между уровнем рабочих температур современных жаропрочных сплавов, применяемых в стационарном турбостроении, и начальной температурой газа, как это видно из рисунка 1.1, постоянно увеличивается, и рост начальной температуры газа обеспечивается за счет повышения глубины охлаждения деталей горячего тракта газовой турбины. Однако применение охлаждения приводит к снижению КПД ГТУ в целом из-за снижения КПД турбины и потерь цикла на сжатие и прокачку охлаждающего

воздуха!', . * '' - ' V' ,> j

j, i i

О) ф

т>

(О

о

Q.

Е .ф

1500 1400

1300 1200 1100 1000 900 800 *700

M501G/M701G)

(М^РИ)ДМ501Р/М701Р)

M501D5/ M701D5 .

MW-JZQ1B

MW-

w^y^Sma.....

LccDS Bl . JV, HGAItfO00

Blade materials

TMS; Alloys developed by NIMS MGA; Alloys developed by MHI

I I_I_I_I_I_I_I_I_L_

sc

Target

1960 1970

1980 1990 Year

2000 2010

Рисунок 1.1 - Уровень рабочих температур жаропрочных сплавов (напряжение 138МПа ресурс 50000 часов) [84].

Как видно из данных, представленных на рисунке 1.2, повышение КПД установки газотурбинной установки БОТ-БОО мощностью 50 МВт, было достигнуто в результате модернизации без повышения начальной температуры газа [5, 100]. Объем усовершенствований включал в себя оптимизацию газовоздушного тракта и интенсификацию охлаждения турбины. Расход охлаждающего воздуха снижен за счет уменьшения количества лопаток первой ступени турбины, введено матричное охлаждение рабочей лопатки первой ступени турбины.

На рисунке 1.3 показан анализ влияния величины расхода в отборе охлаждающего воздуха на экономичность ГТУ на примере газотурбинной установки среднего класса мощности ГТЭ-65 (ОАО «Силовые машины»).

Система охлаждения высокотемпературной турбины по принципу циркуляции теплоносителя делится на два типа: открытая (с выпуском теплоносителя в проточную часть) и закрытая (с замкнутым контуром теплоносителя) [60].

38

37

с! с= эс

36

35

34

► Б6Т-800 (2012)

► БбТ-вОО (2009)

БОТ-ЮООР (2( ▼ ЪО1 -о(Ю ( ♦ М5С6001С 1УУВ)

БбТ-ЮООР (1996) ♦ ♦ о 6ТЕ6 50Т-1ПП(1Р ♦ АЕ64.3А 5

♦ ОТ! ♦ 1С2 бЕ6р> к

1100

1200 1300 1400

Начальная температура газа, С

1500

Рисунок 1.2 - Зависимость КПД ГТУ среднего класса мощности (25-100 МВт) от начальной температуры газа. [77, 82]

37

36,5

36

чс

с

ас

35,5

35

34,5

мои .уюсть /

/

КПД '

70

67

64

0

1

61 |

58 55

18 19 20 21 22 23 24 25 26 расход охлаждающего воздуха, %

Рисунок 1.3

- Анализ влияния расхода охлаждающего воздуха на экономичность ГТЭ-65

В открытой системе охлаждения стационарных ГТУ применяется воздух, полученный из отборов в проточной части компрессора. В замкнутом контуре в качестве теплоносителя обычно применяется перегретый водяной пар. Теплоемкость водяного пара примерно в 2 раза превышает теплоемкость воздуха, что увеличивает теплосъем. В закрытой системе охлаждения теплоноситель не взаимодействует с рабочим телом в проточной части турбины, это позволяет минимизировать негативное воздействие системы охлаждения на эффективность установки [4, 6]. Еще одним достоинством парового охлаждения является возможность дальнейшей утилизации снятого тепла. В современных стационарных ГТУ паровое охлаждение преимущественно применяется в закрытой системе охлаждения камеры сгорания (Mitsubishi (M501G, M701G) [86], Siemens SGT5-8000H, SGT6-6000G (W501G) [68, 79]). Паровое охлаждение лопаток турбины применяется сравнительно редко (General Electric H-Class [74, 90]). Применение парового охлаждения дает прирост КПД ПГУ «2% [54]. Однако значительно возрастают технологические и эксплуатационные трудности, связанные с обеспечением герметичности парового контура, ухудшением маневренных характеристик [68]. Время старта пароохлаждаемой ГТУ в 2 раза больше времени старта ГТУ с воздушным охлаждением [97]. Поэтому, несмотря на успехи в применении парового охлаждения, продолжается развитие конструкций ГТУ с исключительно воздушным охлаждением: Mitsubishi M501GAC (G Air Cooled) [104], Siemens SGT-8000H [97]. Современный опыт фирмы Сименс показал, что возможно достижения высокой экономичности цикла (КПД до 40%) для сверхмощных ГТУ с открытой воздушной системой охлаждения и обеспечить ресурс лопаток турбины на уровне 33 тыс. эквивалентных часов (3 года эксплуатации). Таким образом, благодаря эксплуатационным и технологическим преимуществам наибольшее распространение имеет открытое воздушное охлаждение деталей горячего тракта

турбины. Поэтому совершенствование воздушных систем охлаждения и методов

. t ' 1 1

их расчетов в настоящее время является актуальным направлением.

М г

Воздушное охлаждение лопаток турбины может быть внутренним (конвективным) или внешним (выпуск пленки охлаждающего воздуха на поверхность профиля). Комбинированное конвективно-пленочное охлаждения первой ступени турбины вводится при среднемассовой температуре газа на выходе из камеры сгорания выше Тз=1523К. Это связано с наличием окружной неравномерности за камерой сгорания. Для стационарной ГТУ со встроенной камерой сгорания допустимый локальный подогрев составляет 30% [51], это означает, что максимальная локальная температура газа может достигнуть 1773К.

В настоящее время развитие систем охлаждения лопаток турбины высокотемпературных ГТУ идет эволюционным путем, то есть совершенствуются схемы, разработанные в 80х-90х годах прошлого века [7, 21, 25, 35, 40, 54, 55, 57]. В сопловых лопатках первых ступеней чаще всего применяется дефлекторная схема охлаждения с интенсификацией теплообмена душированием стенки лопатки через отверстия перфорации в дефлекторе. В связи с переходом на пространственное 3D профилирование для закрученных сопловых лопаток в последнее время применяется петлевая схема охлаждения, ранее характерная для рабочих лопаток турбины. На рисунке 1.4 представлена дефлекторная сопловая лопатка первой ступени турбины M701G2 фирмы Mitsubishi с интенсификацией теплообмена в зоне выходной кромки с помощью столбиков-турбулизаторов [87]. В патенте ЕР 1538305А2 [65] описана сопловая лопатка с мелким оребрением в каналах. Распределение охлаждающего воздуха по высоте выходной кромки регулируется с помощью переменной плотностью расположения столбиков-турбулизаторов. В [58] отмечено, что наиболее перспективными являются многоканальные лопатки с интенсивным внутренним конвективным охлаждением и эффективным заградительным с применением ТЗП.

В ГТД и ГТУ, спроектированных на территории бывшего СССР, достаточно часто применялись вихревые матрицы. Так, вихревая матрица была применена для интенсификации теплообмена в охлаждаемых лопатках стационарной установки ГТЭ-150 и ГТЭ-65 [41] Ленинградского металлического завода. На

рисунке 1.5 представлена рабочая лопатка с вихревой матрицей ФГУП «Салют» [24]. Интерес к этому методу интенсификации теплообмена со стороны зарубежных фирм иллюстрирует патент фирмы Siemens 2011 года [69] (рисунок 1.6). В модернизированной установке SGT-800 применена рабочая лопатка первой ступени с вихревым охлаждением [5].

Рисунок 1.4 - Примеры конструкции охлаждаемых сопловых лопаток, (а) Направляющая лопатка первой ступени М70Ш2 [87], (б) Патент ЕР1538305А2

[65]

Широкий обзор [53] различных методов интенсификации теплообмена в плоском щелевом канале свидетельствует о том, что эффективность интенсификации теплообмена вихревой матрицы превосходит столбики-турбулизаторы. Одним из недостатков лопаток с вихревой матрицей является увеличение веса на 9-10% в сравнении с лопатками с петлевой схемой [58].

Рисунок 1.5 - Рабочая лопатка с вихревой матрицей (ФГУП "ММПП "САЛЮТ")

[24]

Рисунок 1.6 - Конструкции охлаждаемых лопаток с вихревой матрицей и столбиками-турбулизаторами. (а) Направляющая лопатка ГТЭ-65 вторая ступень [41], (б) Патент фирмы Сименс \V02011/128404А1 [69]

1.2 Основные подходы к моделированию трехмерного температурного поля лопаток высокотемпературных газовых турбин при конвективно-пленочной

системе охлаждения

Расчет температурного поля охлаждаемой лопатки является тем этапом проектирования, где формируются исходные данные, необходимые для дальнейшего расчета термонапряженного состояния и оценки ресурса лопатки. Для решения задачи о распределении тепла в стенке лопатки на границах расчетной области должны быть определены граничные условия теплообмена (обычно III рода) [60, 61]. Для определения граничных условий теплообмена III рода (коэффициент теплоотдачи, температура), задача определения температурных полей охлаждаемых лопаток может быть разбита на несколько этапов:

• Расчет условий теплообмена в полости лопатки. Данная задача может быть решена как методами одномерного гидравлического расчета, так и в результате решения сопряженной задачи вычислительной газодинамики (CFD). Гидравлическая модель может быть сопряжена со структурной моделью, что позволяет повысить точность определения подогрева теплоносителя в каналах;

• Расчет условий теплообмена на внешней поверхности профиля, которые могут быть получены по эмпирическим и полуэмпирическим зависимостям [17], по результатам CFD расчетов течения в межлопаточных каналах с определением условий теплообмена на поверхности лопаток в сопряженной постановке;

• Проведение расчетов теплового состояния лопаток на различных режимах работы ГТУ.

Лопатка газовой турбины с пленочной системой охлаждения окружена газовоздушным потоком с существенно неравномерным температурным полем.

Поэтому расчет температурного поля и условий теплообмена на поверхности лопатки с пленочным охлаждением необходимо проводить методами вычислительной газодинамики (CFD) в сопряженной постановке. Решение сопряженной задачи теплообмена подразумевает постановку условий равенства тепловых потоков и температур на границе двух сред, такие граничные условия иногда называют - граничные условия теплообмена четверного рода [22].

Расчетная модель, в которой одновременно в сопряженной постановке моделируется течения охлаждающего воздуха в полости лопатки, газа в межлопаточном канале и тепловые потоки в стенке лопатки называют «полностью сопряженной» задачи теплообмена [20, 27]. Современные CFD программные комплексы (Fluent, Ansys-CFX, Numeca, STAR-CD) позволяют решать такие задачи. Моделирование течения охладителя в полости лопатки средствами CFD позволяет выявить застойные зоны и места возникновения отрывов потока [28, 29, 48]. Так как геометрия внутренней полости лопатки содержит много мелких элементов, в том числе турбулизаторы потока (оребрение, столбики), то дискретизация в пристеночной области должна быть достаточной для разрешения пограничного слоя и учитывать широкий диапазон скоростей в полости лопатки (от 50 до 300 м/с). Поэтому расчетная сетка должна иметь большое число ячеек (более 1 ООО ООО). Таким образом, CFD расчет требует много времени и верификации результатов. В то же время, одномерная гидравлическая модель, созданная на основе эмпирических зависимостей, позволяет провести быстрые вариантные расчеты с различными параметрами охладителя на входе и выходе из лопатки.

Для получения приемлемой по времени счета расчетной модели охлаждаемой лопатки задача может быть решена в «полусопряженной» постановке. При моделирования температурного поля лопатки в полусопряженной постановке строится две расчетные модели: одномерная модель, для расчета параметров потока и условий теплообмена во внутренней полости лопатки, и сопряженная модель, расчетная область которой включает

пространство межлопаточного канала и твердотельную модель лопатки. Одномерная модель имеет сопряжение с поверхностью теплообмена по температуре. Этапы расчетного анализа охлаждаемой лопатки газовой турбины в полусопряженной постановке схематично представлены на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 - Этапы расчетного анализа охлаждаемой лопатки высокотемпературной газовой турбины

1.2.1. Одномерная модель течения охлаиедающего воздуха

в полости лопатки

В одномерной гидравлической модели расходы, давления и температуры охладителя в каналах определяются исходя из предпосылки об одномерном

течении воздуха. Для математического описания распределения расходов воздуха по каналам используется соотношения, аналогичные по своей математической формулировке первому и второму закону Кирхгофа для электрической цепи, а так же дополнительных замыкающих соотношений [26]. Каждый элемент (или их группа) системы охлаждения представляется в виде отрезка (ветви эквивалентной схемы), точка соединение каналов (ветвей) - узел эквивалентной схемы.

Согласно первому закону Кирхгофа, уравнение материального баланса в узлах гидравлической схемы записывается в виде алгебраической суммы расходов в каждом узле равной нулю:

п

1^=0

1=1 (1.1)

Второй закон Кирхгофа формулирует условие, что в замкнутом контуре алгебраическая сумма падения давления в ветвях гидравлической схемы равна нулю:

2 лрго

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кривоносова, Виктория Владимировна, 2013 год

Список литературы

1. Андреев К. Д. Исследование теплообмена и гидравлических сопротивлений в канале прямоугольного сечения со взаимно пересекающимися и скрещивающимся оребрением/ К.Д. Андреев, JI.B. Арсеньев, В.Г. Полищук, Н.П. Соколов// Промышленная теплотехника. -1998. - т. 20. - №3. - С. 70-75

2. Ануров Ю.М. Эффективные методы интенсификации теплообмена в системах охлаждения лопаточных аппаратов высокотемпературных газовых турбин: автореф. дис... доктора технических наук: 05.04.12/ Юрий Михайлович Ануров. - СПб, 2005. - 32с.

3. Арсеньев JI. В. Комбинированные установки с газовыми турбинами/ JI. В. Арсеньев, В. Г. Тырышкин. - JI.Машиностроение, Ленингр.отд-ние, 1982.—247с.

4. Богомолов Е. Н. Рабочие процессы в охлаждаемых турбинах газотурбинных двигателей с перфорированными лопатками/ Е. Н. Богомолов. - М.: Машиностроение, 1987. - 160с.

5. Бьеркманн М. Обновленная версия SGT-800: мощность 50МВт/ М. Бьеркманн, О. С. Одиноких// Турбины и Дизели. - 2013г. - март-апрель. - с. 4-9.

6. Венидиктов В. Д. Газодинамика охлаждаемых турбин/ В. Д. Венидиктов. - М.: Машиностроение, 1990. - 240с.

7. Викулин А. В. Апробация технологии имплантации при доводке по тепловому состоянию охлаждаемых лопаток высокотемпературных газовых турбин ГТД м ГТУ/ А. В. Викулин, В. Г. Попов, Н. Л. Ярославцев, Е. В. Побежимовский, В. А. Чеснова// Газотурбинные технологии. - 2011. - май. -с. 38 - 43

8. Волков К. Н. Течение и теплообмен в каналах и вращающихся полостях/ К. Н. Волков, В. Н. Емельянов. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. - 488 с.

9. Вохмянин С. М. Расчет систем охлаждения лопаток газовых турбин. Программный комплекс COLD/ С. М. Вохмянин, Э. Г. Рост, И. А. Богов. -СПб.:МАН ВШ, СПб отд-ние, СПб институт машиностроения (ВТУЗ-ЛМЗ), 1997. - 100с.

10. Галкин М. Н. Внутренняя теплоотдача в оребренных каналах со скрещивающимися струями/ М. Н. Галкин, А. Н. Бойко, В. Г. Попов, Н. Л. Ярославцев// Известия вузов. Машиностроение. - 1984 г. - №5. - с. 56 - 60.

11. Галкин М. Н. Исследование и расчет гидравлических и тепловых характеристик охлаждаемых конструкций с компланарными каналами/ М. Н. Галкин, В. Г. Попов, Н. Л. Ярославцев// Известия вузов. Машиностроение. -1985 г. - №3. - с. 73-76.

12. Горелов Ю. Г. Пути дальнейшего форсирования конвективного охлаждения вихревых рабочих лопаток высокотемпературных турбины ГТД/ Ю. Г. Горелов. - Теплоэнергетика. - 2004. - №11. - с. 22 - 26.

13. Давыдов Д. И., Структура сплавов на основе Ni3Al после высокотемпературной деформации: автореф. дис. ... канд. тех. наук: 05.16.01/Давыдов Денис Игоревич. - Екатеринбург, 2011. - 24с.

14. Дашевский Ю. Я., Совершенствование систем охлаждения лопаток высокотемпературных энергетических ГТД/ Ю. Я. Дашевский// ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий. - 2010. - №3/2. - т.45. - с.24-31

15. Жирицкий Г. С. Газовые турбины двигателей летательных аппаратов / Г. С. Жирицкий, В. И. Локай, М. К. Максутова, В. А. Стрункин. - М.: Машиностроение. - 1971. - 620с.

16. Зарубин В. С. Математическое моделирование в технике: Учебн. для вузов / Под ред. В. С. Зарубина, А. П. Крищенко. - М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2003. - 496 с.

17. Зысина-Моложен Л. М. Теплообмен в турбомашинах/ Л. М. Зысина-Моложен, Л. В. Зысин, М. П. Поляк. - Л.: Машиностроение, 1974. - 336с

18. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям/ И. Е. Идельчик. - М.Машиностроение, 1992. - 672 с.

19. Измерения в промышленности. Справ, изд. в 3-х кн. Кн. 1. Теоретические основы. Пер. с нем./ Под ред. Профоса П. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металургия, 1990. - 492с.

20. Измоденова Т. Ю. Моделирование теплозащитных свойсты газовых завес при параметрах, типичных для организации пленочного охлаждения: автореф. ... канд. тех. наук: 01.04.14/ Татьяна Юрьевна Измоденова. - 2011, СПб. - 16с.

21. Иноземцев А. А. Исследование и проектирование систем охлаждения сопловых лопаток высоконагруженных газовых турбин/ А. А. Иноземцев, С. И. Сендюрев// Тяжелое машиностроение. - 2010. - №9. - с.2-4

22. Калинин Э. К. Методы расчета сопряженных задач теплообмена/ Э. К. Калинин, Г. А. Дрейцер, В. В. Костюк, И. И. Берлин. - М.: Машиностроение, 1983.-232 с.

23. Калинин Э. К. Интенсификация теплообмена в каналах/ Э. К. Калинин, Г. А. Дрейцер, С. А. Ярхо. - М.: Машиностроение, 1990. - 208 с.

24. Кинсбургский В. С. Охлаждаемая рабочая лопатка турбины газотурбинного двигателя. / В. С. Кинсбургский, В. В. Ананьев, Е. А. Шторм, В. А. Пиляев// Патент № Яи 2374458 С1 - Юс.

25. Копелев С.З. Охлаждаемые лопатки газовых турбин/ С.З. Копелев. -М.: Наука, 1983.-145с.

26. Копелев С.З. Конструкция и расчет систем охлаждения ГТД/ С.З. Копелев, А.Ф. Слитенко. - Харьков: Основа, 1994. - 237с.

27. Кортиков Н. Н. Совершенствование подходов к моделированию теплового состояния лопаток высокотемпературных газовых турбин с

конвективно-пленочной системой охлаждения/Н. Н. Кортиков, Н. Б. Кузнецов, Т. Ю. Садовникова// Газотурбинные технологии. - 2011. - май. - с 44 - 48.

28. Круковский П. Г. Трехмерный CFD- анализ гидродинамики и теплообмена в канале охлаждения рабочей лопатки ГТД в сопряженной постановке/ П. Г. Круковский, Д. Д. Юрченко, В. А. Яцевский// Промышленная теплотехника. - 2005. - т. 27. - № 6. -с.16-26.

29. Круковский П. Г. Верификация трехмерной CFD -модели теплового состояния охлаждаемой лопатки ГТД в сопряженной постановке/ П. Г. Круковский, Д. Д. Юрченко, А. С. Полубинский, В. А. Яцевский, С. М. Чепаскина - Промышленная теплотехника - 2005. - т. 27. - № 1. - с. 17-25

30. Кутателадзе С. С. Справочник по теплопередаче/ С. С. Кутателадзе, В. М. Боришанский. - ГЭИ, 1958, - 416 с.

31. Лебедев A.C., Экспериментальное исследование теплообмена в модельных каналах охлаждения турбинных лопаток/ А.С.Лебедев// Известия вузов. Энергетика. - 1986. - №9. - с. 92 - 95

32. Лебедев A.C. Разработка отечественной энергетической газотурбинной установки среднего класса мощности с применением комплекса современных расчетно-экспериментальных методов: автореф. ... док. тех. наук: 05.04.12/ Лебедев Александр Серафимович. - СПб, 2007. - 32с.

33. Левченя A.M. Численное исследование трехмерного турбулентного течения и торцевого теплообмена в крупномасштабной решетке рабочих турбинных лопаток/ А.М.Левченя, Е.М.Смирнов// Теплофизика высоких температур, 2010, том 48, № 1, с. 62-73

34. Леонтьев А. И. Теплофизика и теплотехника перспективных интенсификаторов теплообмена (обзор)/ А. И. Леонтьев, В. В. Олимпиев. -Известия Академии наук. Энергетика. -2011.-№1.-с7-31

35. Липин А. В. Разработка высокоэффективных систем охлаждения лопаток перспективных стационарных газотурбинных установок : автореф.

дис. ... канд. тех. наук: 05.04.12/ Алексей Владимирович Липин. - СПб, 2004. - 16с.

36. Нагога Г.П. Эффективные способы охлаждения лопаток высокотемпературных газовых турбин: Учебное пособие/ Г.П. Нагога. - М.: МАИ, 1996.-100 с.

37. Нарежный Э. Г. Теплообмен в щелевых каналах с круглыми ребрами-перемычками/ Э. Г. Нарежный, Б. В. Сударев, А. М. Темиров, В. В. Медведев// Промышленная теплотехника. - 1990. - т. 12. - №3- с. 24-29

38. Нарежный Э. Г. Теплоотдача в выходной кромке лопатки с перемычками - интенсификаторами/ Э. Г. Нарежный, Б. В. Сударев, В. В. Медведев, А. С. Лебедев// Сборник научных трудов Ленинградского кораблестроительного института. Совершенствование методов преобразования энергии в СЭУ. - Л, 1987. - с. 87 - 95

39. Программный комплекс COLD для расчета систем охлаждения лопаток газовых турбин. Расчет параметров охладителя /С.М. Вохмянин, Э.Г. Роост, И.А. Богов. Под общ. ред. И.А. Богова. - СПб.: Международная академия наук высшей школы. Санкт-Петербургское отд. 1996. 71с.

40. Русецкий Ю.А. Некоторые аспекты создания энергетической ГТУ средней мощности/ Ю.А. Русецкий, В.В. Ермолаев// Газотурбинные технологии. - 2008. - февраль-март. - с. 10-16.

41. Ртищев В. В. Охлаждаемые лопатки турбины энергетической газотурбинной установки ГТЭ-65/ В. В. Ртищев, В. В. Кривоносова, Ю. М. Сундуков, В. Е. Михайлов, М. С. Золотогоров// Электрические станции. -2009.-№10.-с. 2-7

42. Савостин А. Ф. Интенсификация теплоотдачи в щелевых каналах охлаждения/ А. Ф. Савостин, А. М. Тихонов, Н. И. Беляев // Труды ЦИАМ -вып. 611, 1974.-с. 74-96

43. Тарасов А. И. THA (Thermal&Hydraulic Analysis)/ А. И. Тарасов, А. И. Долгов// Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2007610141, 10 ноября 2006. - Федеральная служба по интелектуальной собственности, патентам и товарным знакам. Россия.

44. Тарасов А. И. Проектирование систем охлаждения газовых турбин/ А. И. Тарасов, А. И. Долгов// Турбины и дизели. - 2010. - май-июнь, с. 14-17

45. Тейл Г. Экономические прогнозы и принятие решений/ Г. Тейл. - М: Статистика. - 1977. - 282 с.

46. Темиров А. М. Исследование гидравлических сопротивлений щелевых каналов с турбулизаторами потока/ А. М. Темиров// Энергомашиностроение. - 1979. - №8 - с. 8-12

47. Тепловые исследования в высокотемпературных аппаратах и конструкциях. Метод и программа расчета систем охлаждения газовых турбин: отчет о НИР/ Горбатенко В. Я., Капинос В. М., Слитенко А. Ф. -Харьков: Харьковский политехнический институт, 1983. -71с.

48. Тихонов А. С. Оценка достоверности методов математического моделирования для исследования течения воздуха во внутренних полостях охлаждаемых лопаток газовых турбин/ А. С. Тихонов// Тяжелое машиностроение. - 2010. - № 6. - с. 6-9

49. Тришкин А. Т. Теплообмен и гидравлическое сопротивление в каналах со штырьковыми интенсификторами/ А. Т. Тришкин// Некоторые вопросы газодинамической эффективности и теплового состояния охлаждаемых турбин авиационных двигателей, Сб. статей под редакцией К. М. Панова, Б. А. Пономарева. - 1990, с. 129-144.

50. Теплообменные аппараты и системы охлаждения газотурбинных и комбинированных установок: Учебник для вузов/ В. JI. Иванов, А. И. Леонтьев, Э. А. Манушин, М. И. Осипов; Под ред. А. И. Леонтьева. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. - 592 с.

51. Установки газотурбинные и парогазовые. Расчет и проектирование камер сгорания. РТМ 108.022.11-83, ЦКТИ, 1984. - 95с.

52. Фаворский О. Н. Научно-технические проблемы создания отечественной мощной ГТУ нового поколения и сверхэкономичной 111 У на ее основе/ О. Н. Фаворский, В. JL Полищук// Тезисы докладов 56 научно-технической конференции. Применение газотурбинных установок в энергетике и промышленности. - Пермь, 2009 - с. 91 - 96

53. Халатов А. А. Охлаждение лопаток высокотемпературных газовых турбин: современное состояние/ А. А. Халатов, Ю. Я. Дашевский// Газотурбинные технологии. - 2009. - июль-август. - с. 7 - 12

54. Халатов А. А. Тенденции развития систем охлаждения лопаток высокотемпературных энергетических ГТД. Часть 1. Современное состояние/ А. А. Халатов, В. В. Романов, Ю. Я. Дашевский, Д. Н. Письменный// Промышленная теплотехника. - 2010. - т. 32. - №1. - с. 53 - 61

55. Халатов А. А. Тенденции развития систем охлаждения лопаток высокотемпературных энергетических ГТД. Часть 2. Перспективные схемы охлаждения/ А. А. Халатов, В. В. Романов, Ю. Я. Дашевский, Д. Н. Письменный// Промышленная теплотехника. - 2010. - т. 32. - №2. - с. 60 - 72

56. Харьковский С. В. Разработка и внедрение методов численного моделирования теплового состояния охлаждаемых турбин: автореф. дис. ... канд. тех. наук: 01.04.14/ Харьковский Сергей Валентинович. - М., 2001. -23с.

57. Харьковский С. В. Разработка методов охлаждения лопаток с эффективностью более 0.65/ С. В. Харьковский, В. П. Почуев, А. А. Мухин, Ю. Ю. Рыкачев// Сборник Высокотемпературные газовые турбины/ по редакцией М. Я. Иванова - М.:ТОРУС-ПРЕСС. - 2010. - стр. 147-153.

58. Харьковский С. В. Сравнение наиболее распространенных схем охлаждения рабочих лопаток высокотемпературных турбин высокого

давления/ С. В. Харьковский, В. П. Почуев, В. С. Кинзбургский, А. А. Мухин// Сборник Высокотемпературные газовые турбины/ по редакцией М. Я. Иванова - М.:ТОРУС-ПРЕСС. - 2010. - стр. 171-190.

59. Цзю (Chyu М. К.) Теплоотдача и перепад давления в пучках коротких стержневых ребер со скруглением торцевой стенки/ Цзю (Chyu М. К.)// Современное машиностроение, Сер. А. - 1990. - №4. С. 54 - 63

60. Швец И. Т. Воздушное охлаждение деталей газовых турбин/ И. Т. Швец, Е. П. Дыбан. - Киев.: Наукова думка, 1974. - 487с.

61. Энергетические машины. Охлаждение элементов высокотемпературных газовых турбин: учебное пособие/ К.Д. Андреев, A.JI. Беркович, В.Г. Полищук, В.А. Рассохин, Ю.А. Русецкий, Н.П. Соколов. Под ред. В.Г. Полищука. - СПб: Изд-во Политехи, ун-та., 2008. - 223с.

62. Энергетические машины. Теплообмен в системах охлаждения газовых турбин/ учебное пособие/ К.Д. Андреев, АЛ. Беркович, В.Г. Полищук, В.А. Рассохин, Ю.А. Русецкий, Н.П. Соколов. Под ред. В.А. Рассохина и В.Г. Полищука. - СПб: Изд-во Политехи, ун-та, 2008. - 295с.

63. Юрченко Д. Д. Создание и верификация CFD-модели лопатки ГТД в сопряженной постановке/ Д. Д. Юрченко. - ANSYS Advantage. - 2008. - лето. - с. 23-26

64. Acharya S. Latticework (vortex) cooling effectiveness: rotating channel experiments/ S. Acharya, F. Zhou, J. Lagrone, G. Mahmood, R.S. Bunker// ASME Journal of Turbomachinery. - 2005. - Vol. 127. - pp. 471-478.

65. Airfoil with Variable Density Array of Pedestals at the Trailing Edge/ United Technologies Corporation// Patent EP 1538305 A2. - 17.09.2004. - 8pp.

66. Ames F. E. Turbulent Augmentation of Internal Convection over Pins in Staggered-Pin Fin Arrays/ F. E. Ames, L. A. Dvorak, M. J. Morrow// ASME Journal of Turbomachinery. - 2005. - Vol. 127, pp. 183 - 190

67. Armstrong J. Review of Staggered Array Pin Fin Heat Transfer for Turbine Cooling Application/ J. Armstrong, J. Winstanley// ASME Journal of Turbomachinery. - 1988. - Vol.110. - pp. 94-103

68. Bancalari E. A Review of W501G Engine Design, Development And Field Operating Experience/ E. Bancalari, I. S. Diakunchak, G. McQuiggan// ASME Paper GT2003-38843. - 2003. - 8pp.

69. Blade or Vane for a Turbomachine/ Siemens Aktiengesellschafl// Patent WO 2011/128404 Al. -20 October 2011. - 21pp.

70. Brigham B.A. Length to Diameter Ratios and Row Number Effects in Short Pin Fin Heat Transfer/ B.A. Brigham, G. J. VanFossen// ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. - 1984. - №106. - pp. 241-245

71. Carcasci C. Heat Transfer and Pressure Drop Evaluation in Thin Wedge -Shaped Trailing Edge/ C. Carcasci, B. Facchini, L. Innocenti// ASME Paper GT2003-38197. - 2003 - 12pp

72. Chang S. W. Endwall Heat Transfer and Pressure Drop in Rectangular Channels With Attached and Detached Circular Pin-Fin Array/ S.W. Chang , T.L. Yang, C.C. Huang, K.F. Chiang// International Journal of Heat and Mass Transfer, 2008. - Vol. 51. - pp. 5247-5259.

73. Chi X. Effects of Pin-Fin Height on Flow and Heat Transfer in a Rectangular Duct/ X. Chi, T.I-P. Shih, K.M. Biyden, S. Siw, M.K. Chyu, R. Ames, R.A. Dennis // ASME Paper GT2011-46014. - 2011. - 11pp.

74. Chiesa P. A Thermodynamic Analysis of Different Options to Break 60% Electric Efficiency in Combined Cycle Power Plants/ P. Chiesa, E. Macchi// ASME Paper GT-2002-30663. - 2002. - 16pp.

75. Chyu M.K. Heat Transfer Contributions of Pins and Endwall in Pin-Fin Arrays: Effects of Thermal Boundary Condition Modeling/ M.K. Chyu, Y.C. Hsing, T.I.-P. Shih, V. Natarajan// ASME Journal of Turbomachinery. - 1999. - Vol. 121. - pp. 257-263

76. Chyu M. K. Effect of Height-to-Diameter Ratio of Pin Element on Heat Transfer From Staggered Pin Fin Arrays/ M. K. Chyu, S. C. Siw, H. K. Moon// ASME Paper GT-2009-59814. - 2009. - 9pp.

77. Gas Turbine World Handbook, 2012. - 240pp.

78. Gillespie D. R. H., Detailed Flow and Heat Transfer Coefficient Measurement in a Model of an Internal Cooling Geometry Employing Orthogonal Intersecting Channels/ D. R. H. Gillespie, P. T. Ireland, G. M. Daily // ASME Paper 2000-GT-653. - 2000. - 8pp.

79. Diakunchak I. S. Siemens Westinghouse Advanced Turbine Systems Program Final Summary/ I. S. Diakunchak, R. G. Gaul, G. McQuiggan, L. F. Southall// ASME Paper GT-2002-30654. - 2002. - 8pp.

80. Hada S. Test Results of the World's First 1,600°C J-series Gas Turbine Mitsubishi Heavy Industries Technical Review. / S. Hada, K. Tsukagoshi, J. Masada, E. lXo.ll- 2012. -Vol. 49 No. 1 (March). - pp. 1-8

81. Hwang J. J. Measurement of Endwall Heat Transfer and Pressure Drop in a Pin-fin Wedge Duct/ J. J. Hwang, C. C. Lui// International Journal of Heat and Mass Transfer, 2002. - Vol. 45. - pp. 877-889

82. International Turbomachinery Handbook, 2012, Vol. 53, №6

83. Ito E. Development of Key Technologies for the Next Generation High Temperature Gas Turbine / E. Ito, I. Okada, K. Tsukagoshi, J. Masada // ASME Paper GT2011-45172, 2011, 8pp.

84. Ito E. Development of Key Technologies for the Next Generation Gas Turbine/ E. Ito, I. Okada, K. Tsukagoshi, A. Muyama, J. Masada // ASME Paper GT2010-23233,2010, 14pp.

85. Jaswal I. Heat Transfer and Pressure Drop Measurement in Constant and Converging Section Pin and Diamond Pedestal Arrays/ I. Jaswal, F. E. Ames// ASME Paper GT-2009-59834. - 2009. - 8pp.

86. Maekawa A. Long Term Verification Results & Reliability Improvement of M501G/ A. Maekawa, E. Akita, K. Akagi, K. Uemura, Y. Fukuizumi, V. Kallianpur// ASME Paper GT-2002-30162,2002. - 7pp.

87. Maekawa A. Development and In-house Shop Load Test Results of M701G2 Gas Turbine/ Maekawa A., R. Magoshi, Y. Iwasaki // IGTC2003Tokyo-TS-100, 2003.-7pp.

88. Menon E. S., Gas pipeline hydraulics/Menon E. S. - New York: CRC Press, 2005. - 399pp.

89. Metzger D. E. Effects of Pin Shape and Array Orientation on Heat Transfer and Pressure Loss in Pin Fin Arrays/ D. E. Metzger, C. S. Fan, S. W. Haley// Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. - 1984. - Vol. 106(1). - pp. 252-257.

90. Myers G. Dry, Low Emissions For The 'H' Heavy-Duty Industrial Gas Turbines: Full-Scale Combustion System Rig Test Results/ G. Myers, D. Tegel, M. Feigl, F. Setzer, Bechtel W., Fitts D., Couture B.„ ASME Paper GT2003-38193, 2003, 10pp.

91. Oh I. T. Local Heat/Mass Transfer And Friction Loss Measurement In A Rotating Matrix Cooling Channel/1. T Oh, K. M. Kim, D. H. Lee, J. S. Park, H. H. Chog// ASME Paper GT-2009-59873. - 2009. - 10pp.

92. Ostanek J. K. Flowfield Measurements in a Single Row of Low Aspect Ratio Pin-Fins/ J. K. Ostanek, K. A. Thole // ASME Paper GT2011-45757. -2011. -12pp.

93. Park J.S. Heat Transfer on Rotating Channel With Various Height of Pin Fins/ J.S. Park, K.M. Kim, D.H. Lee, H.H. Cho, M.K. Chyu // ASME Paper GT2008-50783. - 2008. - 8pp.

94. Rallabandi A. P. Heat Transfer and Pressure Drop Measurements for a Square Channel With 45deg Round Edged Ribs at High Reynolds Numbers/ A. P. Rallabandi, N. Alkhamis, J.-Ch. HanII ASME Paper GT2009-59546. - 2009. -11pp.

95. Rao Y. An Experimental Study of Transitional Flow Friction and Heat Transfer Performance of a cannel With Staggered Arrays of Mini-Scale Short Pin Fins/ Y. Rao, C. Wan, S. Zang //ASME Paper GT2009-59341. - 2009. - 9pp.

96. Rao Y. Comparison of Flow Friction and Heat Transfer Performance in Rectangular Channels With Pin Fin-Dimple, Pin Fin and Dimple Arrays/ Y. Rao, C. Wan, S. Zang// ASME Paper GT2010-22442. - 2010. -11pp.

97. Rudolph R. Innovative Design Features of the SGT5-8000H Turbine And Secondary Air System/ R. Rudolph, R. Sunshine, M. Woodhall, M. Haendler // ASME Paper GT2009-60137. - 2009. - 9pp.

98. Saha K. Heat Transfer and Pressure Measurement in a Lattice-Cooled Trailing Edge of a Turbine Airfoil/ K. Saha, Sh. Guo, S. Acharya, Ch. Nakamata// ASME Paper GT2008-51324. - 2008. - 9pp.

99. Sato K. Study of Combustion Instabilities Imposed by Inlet Velocity Disturbance in Combustor Using LES/ K. Sato, E. Knudsen, H. Pitsch// ASME Paper GT2009-59132. - 2009. - 13pp.

100. Shukin S. Siemens SGT-800 Industrial Gas Turbine Enhanced to 47MW. Design Modifications and Operation Experience/ S. Shukin, M. Annerfeldt, M. Bjorkman// ASME Paper GT2008-50087. - 2008. - 6pp.

101. Siw S.C. Effects of Pin Detached Space on Heat Transfer in in Fin Arrays/ S.C. Siw, M.K. Chyu, T.I-P. Shih, M.A.Alvin // ASME Paper GT2010-23227. -2010. - 10pp.

102. Su Sh. Numerical Investigation of Fluid Flow and Heat Transfer in a Turbine Blade With Serpentine Passage and Latticework Cooling/ Sh. Su, J.-J. Liu, J.-L. Fu, J. Hu, B.-T. An// ASME Paper GT2008-50392. - 2008. - 9pp.

103. Takeishi K. Heat Transfer Characteristics of a Flow Passage With Long Pin Fins and Improving Heat Transfer Coefficient by Adding Turbulence Promoters on an Endwall/ K. Takeishi, T. Nakae, K. Watanabe, M. HirayamaII ASME Paper GT-2001-0178.-2001.- 12pp.

104. Tsukagoshi K. Development of Air Cooled Combustor for Mitsubishi G Class Gas Turbine/ K. Tsukagoshi, H. Arimura, K. Tanaka, K. Nishida, T. Konishi, S. Akamatsu, H. Kishida, K. Sato// ASME Paper GT2010-22864. - 2010. - 5pp.

105. VanFossen G. J. Heat Transfer Coefficients for Staggered Arrays of Short Pin Fins/ G. J. VanFossen // ASME Journal of Engineering for Power. - 1982. -№104.-pp. 268-274

I ! 1