Анализа историје развоја, статуса тржишта и тренда развоја лопате турбина

Историја развоја и трендови лопатица турбина

Очива турбине су подељена у две категорије: очива за вођење турбине и очива за рад турбине.

Главна функција турбине водича је прилагођавање правца протока издувних гасова из коморе за сагоревање. Материјал оперативне температуре може достићи до преко 1.100 °С, а напон који носе турбине водича је генерално мањи од 70МПа. Овај компонент се често одбацује због искривљавања узрокованог великим топлотним стресом, трепавина топлотним умором узрокована изненадним променама температуре и опекотина узрокована локалним прекомерним температурама.

Очија турбине се налазе у турбином мотору са највишом температуром, најсложенијим стресом и најгорим окружењем. Овај компонент мора издржати високе температуре и велике центрифугалне напоне и топлотне напоне. Температура коју издрже је 50-100 ℃ нижи од одговарајућих лопата за вођење турбине, али када се окрећу са високом брзином, због ефекта аеродинамичке снаге и центрифугалне снаге, напетост на тело лопате достиже 140МПа, а корен достиже 280-560МПа. Стално побољшање структуре и материјала лопате турбина постало је један од кључних фактора за побољшање перформанси авиона.

Турбинске лопатице, турбинска ваља, турбински диск и друге компоненте заједно формирају турбину авиона. Турбина је извор енергије који покреће компресор и друге додатке. Турбина се може поделити на две компоненте: ротор и статор:

Ротор турбине: То је целина састављена од лопастица турбине, точкова, вала и других ротирајућих делова монтираних на валу. Он је одговоран за усасавање струје ваздуха на високу температуру и на висок притисак у горило како би се одржао рад мотора. Ротор турбине ради на високој температури и брзини и преноси велику снагу, тако да су његови услови рада изузетно тешки. Када ради на високој температури, турбински ротор мора да издржи изузетно високу центрифугалну снагу, а такође је подложан ефекту аеродинамичког крутног момента итд. Висока температура ће смањити крајњу чврстоћу материјала турбинске лопате, а такође ће изазвати плес и ерозију

Статор турбине: Састоји се од лопаћа за вођење турбине, спољашњег прстена и унутрашњег прстена. Причвршћен је на корпусу и његова главна функција је дифузија и исправљање проток ваздуха за следећи степен турбинског ротора како би се задовољио троугълник брзине радних лопате турбине.

У циљу побољшања показатеља перформанси као што је однос погон-тежина, захтеви за толеранцију авиона мотора и лопате гасне турбине на високе температуре и високу брзину ветра стално се повећавају. У главним авиона турбофан моторима, турбино-приводени компресор има максималну

Ваздух који улази у турбински мотор окреће се високом брзином од хиљада обртаја у секунди. Ваздух се притиска кораком по кораку у компресору. Однос притиска вишестепеног компресора може достићи више од 25. Улази у комору за сагоревање мотора, меша се са горивом и гори. Пламен горива мора стабилно да гори у ваздуху под високим притиском који тече брзином од више од 100 м/с.

Проток гаса на високу температуру и притисак из коморе за сагоревање подстиче лопатице турбине да се окрећу брзином од хиљада до десетина хиљада обртања у минути. Обично, температура пре турбине прелази тачку топљења материјала турбинске лопате. Током рада, лопатице турбине савремених мотора обично морају издржавати температуре од 1600 ~ 1800 ℃, брзине ветра од око 300м/с, и огроман притисак ваздуха који изазивају.

Тубинске лопатице морају да раде поуздано хиљадама до десетина хиљада сати у тако изузетно суровом радном окружењу. Турбинске лопате имају сложене профиле и користе велики број напредних технологија производње као што су усмерно учвршћивање, металлургија праха, сложена куха инвестициона ливња лопате, сложена производња керамичких језгра и обрада микро-рупа.

Турбинске лопатице су једна од компоненти "две машине" које имају највише производних процеса, најдужи циклус и најнижу брзину пролаза. Производња сложених шупљих лопасти турбине постала је основна технологија у тренутном развоју "две машине".

Статус тржишта и трендови развоја

Очи у авионачким моторима и гасовим турбинама углавном укључују очи вентилатора, очи турбине и очи компресора, од којих вредност очи турбине чини око 60% укупне трошкове очи. У поређењу са лопатима вентилатора, сировине лопатима турбина су вредније и теже се обрађују.

Као важна компонента за топло завршетак мотора, лопатице турбине захтевају употребу материјала из легуре високе температуре. Техника њиховог топљења захтева високе захтеве, а неки метални минерални ресурси су ретки. У смислу процеса производње, лопатице турбина генерално користе инвестиционо лијечење за постизање танких зидова и сложених структура за хлађење. Тешкоћа производње је знатно већа од других оштрица.

На пример, авионски мотори ЦФМ56 који се широко користе у серији Боинг 737 и серији Ербас 320 имају више од хиљаду лопасти турбине, свака од којих кошта више од 10.000 јуана. У неким деловима цена јединица лопате турбине чак прелази 100.000 јуана.