Analisis ng kasaysayan ng pag-unlad, kalagayan ng mercado at trend ng pag-unlad ng mga blade ng turbine

Kasaysayan ng Pag-unlad at Trend sa mga Turbine Blade

Ang mga turbine blade ay nahahati sa dalawang kategorya: turbine guide blades at turbine working blades.

Ang pangunahing katungkulan ng turbine guide vanes ay pagsasaayos ng direksyon ng pamumuhunan ng maliit na gas mula sa combustion chamber. Maaaring umabot ang operasyonal na temperatura ng material hanggang sa higit pa sa 1,100 ° C, at ang presyon na tinatanggol ng turbine guide vanes ay madalas na mas mababa sa 70MPa. Madalas itong pinuputol dahil sa pagdistorsyon na dulot ng malaking thermal stress, thermal fatigue cracks na dulot ng sudden na pagbabago ng temperatura, at burns na dulot ng lokal na sobrang temperaturang pangtaas.

Matatagpuan ang mga turbine blades sa loob ng turbine engine na may pinakamataas na temperatura, pinakacompleks na presyon, at pinakamasama na kapaligiran. Kailangan nitong tiisin ang mataas na temperatura at malaking centrifugal stress at thermal stress. Ang temperatura na ito ay tiinik ay 50-100 ℃ mas mababa sa mga katumbas na turbinang gabay na balde, ngunit kapag lumilipad nang mabilis, dahil sa epekto ng aerodinamikong pwersa at sentrifugal na pwersa, umabot ang stress sa katawan ng balde sa 140MPa at sa ugat ay umabot sa 280-560MPa. Ang patuloy na pag-unlad ng anyo at materyales ng mga turbinang balde ay nagiging isa sa mga pangunahing factor sa pag-unlad ng kinahihinatnan ng mga propulsor ng eroplano.

Ang mga turbinang balde, turbinang puwesto, turbinang disk at iba pang komponente ay magkakaisa upang bumuo ng turbine ng isang propulsor ng eroplano. Ang turbiye ay ang pinagmulan ng pwersa na humuhukom sa kumpresor at iba pang accessories. Maaaring hatiin ang turbiye sa dalawang komponente: ang rotor at ang stator:

Turbine rotor: Ito ay isang buong bahagi na binubuo ng mga turbine blade, mga wheel, mga shaft at iba pang mga parte na umu-uwi na nakakabit sa shaft. Ito ang kumikinig ng mataas na temperatura at mataas na presyon na hangin patungo sa burner upang panatilihin ang operasyon ng engine. Ang turbine rotor ay gumagana sa mataas na temperatura at mabilis na bilis at nagdadala ng mataas na kapangyarihan, kaya ang kanilang kondisyon ng trabaho ay napakahirap. Kapag gumagana sa mataas na temperatura, kinakailangan ng turbine rotor na tiisin ang napakataas na sentrifugal na lakas, at dinadaanan din ng epekto ng aerodynamic torque, atbp. Ang mataas na temperatura ay bababa sa ultimate strength ng material ng turbine blade, at magiging sanhi din ng creep at erosion sa material ng turbine blade.

Turbine stator: Ito ay binubuo ng mga turbine guide blade, outer ring at inner ring. Ito ay tinutulak sa casing at ang pangunahing funktion nito ay ipagdikit at ipormal ang patuloy na paggalaw ng hangin para sa susunod na turbine rotor upang tugunan ang speed triangle ng mga turbine working blade.

Upang mapabuti ang mga indikador ng pagganap tulad ng ratio ng thrust-sa-timbang, ang mga kinakailangan para sa toleransya ng mga tsoko ng eroplano at gas turbine sa mataas na temperatura at mataas na bilis ng hangin ay patuloy na tumataas. Sa pangunahing mga turbofan engine ng eroplano, may maximum ang turbine-driven compressor na

Ang hangin na pumapasok sa turbine engine ay umuwiik sa isang bilis ng libong revolution bawat segundo. Ang hangin ay ipinapatong nang paulit-ulit sa compressor. Maaaring umabot sa higit sa 25 ang pressure ratio ng multistage compressor. Ang pinagpapatong na hangin ay pumapasok sa combustion chamber ng engine, gumagawa ng halong kasama ang fuel, at sumusunog. Kailangan magkaroon ng matatag na sunog ang flame ng fuel sa mataas na presyon ng hangin na umuwiik sa isang bilis ng higit sa 100m/s.

Ang gas na pagpapaligaya mula sa kamera ng pagsisilaw na may mataas na temperatura at presyon ay nagdidrivela sa mga talahupa ng turbine upang lumikha ng pag-ikot na nasa bilis ng libu-libong hingga sa sampung libong rebolusyon bawat minuto. Karaniwan na ang temperatura bago ang turbine ay humihigit sa punto ng pagmamaga ng materyales ng talahupa ng turbine. Habang gumagana, karaniwang kinakailanganan ang mga talahupa ng turbine ng mga modernong engine na tiisin ang temperatura na 1600~1800 ℃ , bilis ng hangin na halos 300m/s, at ang malaking presyo ng hangin na pinapalala nila.

Kailangan magtrabaho ng relihiyosamente ang mga talahupa ng turbine sa libu-libong oras hanggang sampung libong oras sa ganitong napakahirap na kapaligiran ng trabaho. May komplikadong anyo ang mga talahupa ng turbine at ginagamit ang maraming napakahusay na teknolohiya sa paggawa tulad ng direksyonal na pagsolidify, metallurgy ng babawang, komplikadong pagsusuweldo ng walang butas na talahupa, paggawa ng komplikadong ceramic core, at mikro-burda processing.

Ang mga talahib ng turbine ay isa sa mga komponente ng dalawang makina na may higit na maraming proseso sa paggawa, pinakamahabang siklo, at pinakamababang rate ng pasulong. Ang paggawa ng mga kumplikadong hubad na talahib ng turbine ay naging pangunahing teknolohiya sa kasalukuyang pag-unlad ng dalawang makina.

Katayuan ng pamilihan at direksyon ng pag-unlad

Ang mga talahib sa mga propulsor ng eroplano at gas turbine ay kabilang ang mga talahib ng bantog, turbine, at compressor, kung saan ang halaga ng mga talahib ng turbine ay bumubuo ng halos 60% ng kabuuang gastos para sa mga talahib. Kumpara sa mga talahib ng bantog, mas mahal at mas mahirap magproseso ang mga materyales ng talahib ng turbine.

Bilang isang mahalagang bahagi ng engine na nasa init, kinakailangan ng turbine blades ang paggamit ng mataas na temperatura na alloy na materyales. Kinakailangan ng kanilang teknolohiya ng pagsisikat mataas na mga requirement, at ilang metal na mineral resources ay limitado. Sa aspeto ng pamamaraan ng paggawa, ginagamit ng turbine blades ang investment casting upang maabot ang mababaw na pader at komplikadong estraktura ng paggising. Ang taas ng kahirapan sa paggawa ay malubhang mas mataas kaysa sa iba pang mga blade.

Halimbawa, ang CFM56 aircraft engines na madalas gamitin sa serye ng Boeing 737 at Airbus 320 ay may higit sa isang libong turbine blades, bawat isa ay may halaga ng higit sa 10,000 yuan. Ang unit price ng ilang parte ng turbine blades ay humahanda pa nga sa higit sa 100,000 yuan.