Forbedring af luft- og rumfartsovergangskanaler med banebrydende varmebestandige legeringer Danmark

Overgangssektion: nøglebroen, der forbinder forbrændingskammeret og turbinen

Formen på overgangssektionen er normalt et gradvist skiftende rør. Dens tværsnitsareal øges gradvist fra kompressoren til forbrændingskammeret. Dette skyldes, at luftstrømningshastigheden og trykket ved kompressorens udløb er høj, og det er nødvendigt at reducere luftstrømmens hastighed ved at øge tværsnitsarealet, så luftstrømmen bedre kan blandes med brændstoffet og brændes stabilt i forbrændingskammeret. Dens længde varierer i henhold til gasturbinens overordnede design og ydeevnekrav. Generelt skal dens længdedesign tage højde for den ensartede overgang af luftstrømmen og minimering af tryktab.

Da overgangssektionen skal kunne modstå høje temperaturer og tryk, især overgangssektionen fra forbrændingskammerets udløb til turbinen, skal den stå over for udrensningen af ​​højtemperaturforbrændingsgas. Derfor bruger den normalt højtemperaturbestandige legeringsmaterialer, såsom nikkelbaserede legeringer. Med hensyn til fremstillingsprocessen kan præcisionsstøbeteknologi være involveret for at sikre, at dens indre overflade er glat og reducere luftstrømmens friktionsmodstand. Samtidig vil nogle overgangssektioner også vedtage designet af interne kølekanaler for at reducere temperaturen på komponenterne ved at indføre køleluft for at sikre dens strukturelle integritet og stabile ydeevne i højtemperaturmiljøer.

Under overgangen fra kompressoren til forbrændingskammeret er hovedfunktionen at justere luftstrømmens hastighed og tryk. Luftstrømningshastigheden ved kompressorudløbet er høj, mens forbrændingskammeret kræver en luftstrøm med relativt lav hastighed for at sikre tilstrækkelig blanding og stabil forbrænding af brændstof og luft. Overgangssektionen reducerer luftstrømningshastigheden, og trykket ændres tilsvarende for at opfylde kravene til forbrændingskammerets indløb gennem dets gradvist skiftende tværsnitsareal. Fra forbrændingskammeret til turbinen skal overgangssektionen tillade højtemperatur- og højhastighedsgassen at komme jævnt ind i turbinen for at sikre, at turbinen effektivt kan udvinde energi fra gassen. 

Udformningen af ​​overgangssektionen er afgørende for at sikre ensartet luftstrøm. I en gasturbine kræver både blanding af brændstof og luft i forbrændingskammeret og arbejdsprocessen for gassen i turbinen ensartet luftstrømsfordeling. Ujævn luftstrøm kan føre til problemer såsom ufuldstændig forbrænding, lokal overophedning eller ujævn kraft på turbinebladene. Overgangssektionen leder luftstrømmen til at strømme jævnt gennem specielle indvendige strukturer, såsom ledeskovle og gradvise vægformer, og forbedrer derved ydelsen og pålideligheden af ​​hele gasturbinesystemet.

Overgangssektionen mellem forbrændingskammeret og turbinen påvirker direkte turbinens arbejdsydelse. Hvis overgangssektionen ikke ensartet kan lede højtemperaturgassen ind i turbinen, vil turbinevingerne blive udsat for ujævn termisk og mekanisk belastning. Dette vil ikke kun reducere turbinens effektivitet, men kan også forårsage skader på turbinebladene og forkorte gasturbinens levetid. Derudover vil tryktabet i overgangssektionen også påvirke gastrykket ved turbineindløbet og derved påvirke turbinens arbejdsevne.