Hastelloy C22/C276 Wärmeleitfähiges Übergangsteil

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Übergangsbereich: die Schlüsselbrücke, die die Verbrennungskammer mit der Turbine verbindet

Die Form des Übergangsabschnitts ist in der Regel ein allmählich verändernder Rohrkanal. Sein Querschnittsflächen vergrößert sich allmählich vom Kompressor zum Brennkammer. Dies liegt daran, dass die Luftstromgeschwindigkeit und -druck am Kompressorausgang hoch sind, und es notwendig ist, die Luftstromgeschwindigkeit durch eine Erhöhung der Querschnittsfläche zu verringern, damit der Luftstrom besser mit dem Treibstoff vermischt werden kann und stabil in der Brennkammer verbrannt wird. Die Länge variiert je nach Gesamtdesign und Leistungsanforderungen des Gasturbinen. Im Allgemeinen sollte die Längendesign sowohl eine gleichmäßige Übergang des Luftstroms als auch eine Minimierung des Druckverlustes berücksichtigen.

Da der Übergangsbereich hohe Temperaturen und Drücke aushalten muss, insbesondere der Übergangsbereich vom Ausgang der Brennkammer zum Turbinenrad, muss er dem Angriff von Hochtemperaturbrenngas standhalten. Daher werden oft hochtemperaturfeste Legierungen, wie Nickelbasislegierungen, verwendet. Was den Fertigungsprozess betrifft, kann Präzisionsgießtechnologie eingesetzt werden, um sicherzustellen, dass seine Innenoberfläche glatt ist und den Reibwiderstand des Luftflusses reduziert. Gleichzeitig werden manche Übergangsbereiche auch mit einem Design von internen Kühlkanälen versehen, um durch das Einleiten von Kühlungsluft die Temperatur der Komponenten zu senken und so ihre strukturelle Integrität und stabile Leistung in Hochtemperaturumgebungen zu gewährleisten.

Während des Übergangs vom Kompressor zur Brennkammer besteht die Hauptfunktion darin, die Geschwindigkeit und den Druck des Luftstroms anzupassen. Die Luftstromgeschwindigkeit am Kompressorausgang ist hoch, während die Brennkammer einen relativ langsamen Luftstrom erfordert, um eine ausreichende Vermischung und eine stabile Verbrennung von Treibstoff und Luft sicherzustellen. Der Übergangsbereich verringert die Luftstromgeschwindigkeit und der Druck ändert sich entsprechend, um die Anforderungen am Einlass der Brennkammer durch seine allmählich verändernde Querschnittsfläche zu erfüllen. Vom Brenner zum Turbinenbereich muss der Übergangsbereich ermöglichen, dass das hoch temperierte und hohe Geschwindigkeit aufweisende Gas gleichmäßig in die Turbine eintritt, um sicherzustellen, dass die Turbine effizient Energie aus dem Gas extrahieren kann.  

Das Design des Übergangsteils ist entscheidend, um eine gleichmäßige Luftströmung zu gewährleisten. In einer Gasturbine erfordern sowohl das Mischen von Treibstoff und Luft im Brennkammerbereich als auch der Arbeitsprozess des Gases in der Turbine eine gleichmäßige Verteilung der Luftströmung. Uneinheitliche Strömungen können zu Problemen wie unvollständiger Verbrennung, lokaler Überhitzung oder ungleichmäßigen Kräften auf die Turbinenschaufeln führen. Der Übergangsbereich leitet die Luftströmung durch spezielle interne Strukturen wie Leitblätter und allmählich geformte Wände, so dass die Leistung und Zuverlässigkeit des gesamten Gasturbinensystems verbessert wird.

Der Übergangsbereich zwischen Verbrennungskammer und Turbine beeinflusst direkt die Arbeitsleistung der Turbine. Wenn der Übergangsbereich nicht in der Lage ist, den Hochtemperaturgas gleichmäßig in die Turbine zu leiten, unterliegen die Turbinenschaufeln ungleichmäßigen thermischen und mechanischen Belastungen. Dies verringert nicht nur die Effizienz der Turbine, sondern kann auch Schäden an den Turbinenschaufeln verursachen und die Lebensdauer der Gasturbine verkürzen. Darüber hinaus wirkt sich der Druckverlust im Übergangsbereich auf den Gasdruck am Turbineneingang aus und beeinflusst somit die Arbeitskapazität der Turbine.