Inconel 713 Superallegaat Titanium Legaal Metaal Vacuüm Gieting Marinemotor Turbinewiel Overgangsdarm voor Mitsubishi turbine

Video

Overgangssectie: de belangrijke brug die de brandkamer met de turbine verbindt

De vorm van de overgangsectie is meestal een geleidelijk veranderende buis. Het kruisdoorsnedeoppervlak neemt geleidelijk toe van de compressor tot de brandstofkamer. Dit komt doordat de luchtstroom snelheid en druk aan de uitlaat van de compressor hoog zijn, en het nodig is om de luchtstroom snelheid te verminderen door het kruisdoorsnedeoppervlak te vergroten, zodat de luchtstroom beter kan worden gemengd met de brandstof en stabiel kan verbranden in de brandstofkamer. De lengte varieert afhankelijk van het algemene ontwerp en de prestatievereisten van de gasturbine. In het algemeen moet de lengteontwerping rekening houden met een uniforme overgang van de luchtstroom en minimalisatie van drukverlies.

Aangezien de overgangssectie hoge temperaturen en druk moet doorstaan, vooral de overgangssectie vanaf de uitlaat van de brandkamer naar de turbine, moet deze het schuren van hoogtemperatuurbrandgassen trotseren. Daarom worden vaak materialen gebruikt die bestand zijn tegen hoge temperaturen, zoals nikkelbasislegingen. In termen van productietechnologie kan er sprake zijn van precisiegiettechnologie om ervoor te zorgen dat het interne oppervlak glad is en de wrijvingstegenstand van de luchtstroom wordt verlaagd. Tegelijkertijd zullen sommige overgangssegmenten ook een ontwerp hebben met interne koelingkanalen om de temperatuur van de onderdelen te verlagen door koelingslucht in te voeren, waarmee de structurele integriteit en stabiele prestaties in hoge-temperatuuromgevingen worden gegarandeerd.

Tijdens de overgang van de compressor naar de brandkamer is de hoofdfunctie het aanpassen van de snelheid en druk van de luchtstroom. De luchtstroomsnelheid bij de uitlaat van de compressor is hoog, terwijl de brandkamer een relatief lage snelheid vereist om te waarborgen dat er voldoende menging plaatsvindt en er een stabiele verbranding van brandstof en lucht optreedt. Het overgangsgedeelte vermindert de luchtstroomsnelheid en de druk verandert overeenkomstig om de eisen van de invoer van de brandkamer te voldoen door zijn geleidelijk veranderende doorsnede. Van de brandkamer naar de turbine moet het overgangsgedeelte toestaan dat de hoge-temperatuur en hoge-snelheidsgasen gelijkmatig in de turbine terechtkomen om te waarborgen dat de turbine efficiënt energie kan onttrekken aan de gas.  

De ontwerp van de overgangssectie is cruciaal om een uniforme luchtstroom te waarborgen. In een gasturbine vereisen zowel het mengen van brandstof en lucht in de verbrandingskamer als het werkproces van de gas in de turbine een uniforme luchtstroomverdeling. Een oneven luchtstroom kan leiden tot problemen zoals onvolledige verbranding, lokale oververhitting of een oneven kracht op de turbinebladen. De overgangssectie geleidt de luchtstroom om gelijkmatig te vloeien door speciale interne structuren zoals gidsvinnen en geleidelijke wandvormen, waardoor de prestaties en betrouwbaarheid van het gehele gasturbinesysteem worden verbeterd.

De overgangssectie tussen de verbrandingskamer en de turbine beïnvloedt rechtstreeks de werking van de turbine. Als de overgangssectie de hoge-temperatuurgasen niet gelijkmatig naar de turbine kan leiden, zullen de turbinebladen ongelijke thermische en mechanische spanning ondergaan. Dit zal niet alleen de efficiëntie van de turbine verminderen, maar kan ook schade aan de turbinebladen veroorzaken en de serviceleven van de gasturbine verkorten. Bovendien zal de drukverlies in de overgangssectie ook de gasdruk bij de turbine-inlaat beïnvloeden, waardoor de werkcapaciteit van de turbine wordt beïnvloed.