Wird Kompressorluft mit niedrigem Druck zum Kühlen von Turbinenschaufeln verwendet?

Kurze Antwort:

Niederdruckkompressorluft kann zur Turbinenkühlung verwendet werden, aber normalerweise kann sie nur zum Kühlen der Niederdruckturbine verwendet werden. Für den HPT benötigen Sie Kühlluft vom HPC. Dies liegt daran, dass die Kühlluft von einer Stelle im Kompressor kommen muss, die einen höheren Druck hat als der Teil der Turbine, den sie kühlt, damit sie tatsächlich in diese Turbinenstelle strömt.

Längere Antwort:

Kühlluft vom Kompressor ist Luft, die der Motor komprimiert hat, also Energie hineingesteckt, aber nicht die volle Energie herausgeholt hat, wenn sie als Kühlluft in die Turbine eintritt. Sie möchten also so wenig wie möglich verbrauchen und es von den frühen Stufen des Kompressors nehmen und nicht von der Rückseite des Kompressors, wo noch mehr Energie hineingesteckt wurde.

Aber .... die Kühlluft muss an einer Stelle innerhalb des Kompressors entnommen werden, die einen höheren Druck hat als die Stelle der Turbine, die sie kühlt, damit sie tatsächlich in die Turbine strömt.

Um die parasitäre Natur der Kühlluft zu reduzieren, wird die Niederdruckturbine im Allgemeinen mit Luft aus den frühen Stufen des Kompressors gekühlt, aber die Hochdruckturbine muss Kühlluft aus einer ausreichend hohen Quelle verwenden, so dass sie normalerweise aus der letzten kommt paar Stufen des Hochdruckkompressors. Wie erläutert, ist dies erforderlich, damit die Drücke günstig sind, um die Kühlluft zum Strömen zu bringen. Abgesehen davon, dass es für den Motor parasitärer ist, gibt es jedoch einen weiteren Nachteil, wenn Hochdruckluft zur Kühlung verwendet werden muss. Durch Druck auf die Luft steigt ihre Temperatur. Die „kühlende“ Luft aus dem Ausgang des Hochdruckkompressors ist also heißer als die Kühlluft vom Start des HPC. Aus diesem Grund wird die Kühlluft manchmal durch einen Wärmetauscher im Bypasskanal gekühlt,

Warum das Bild sowohl LP- als auch HP-Luft in derselben Klinge zeigt:

In dem von Ihnen gezeigten Bild wird dieselbe Schaufel sowohl durch LP- als auch durch HP-Luft gekühlt. Dies scheint dieser Antwort zu widersprechen. Wenn man kühlere LP-Luft verwenden kann, warum sollte man die heißere, parasitärere HP-Luft verwenden? Ich habe die Quelle gefundenIhres Bildes, und der Text dort erklärt diesen Widerspruch nicht. Aber wenn Sie sich die beiden beigefügten Bilder ansehen, können Sie sehen, dass der Druck um eine Turbinenschaufel herum nicht gleichmäßig ist. Besonders an der Schaufelvorderseite gibt es Bereiche mit höherem Druck, während der Druck an der Hinterkante geringer ist. Da Ihre Kühlluft immer einen höheren Druck als den statischen Druck an der Stelle Ihres Auslasses haben muss, benötigen Sie Hochdruckkühlluft an der Vorderseite, wo der Druck auf die Klinge hoch ist, und Sie können mit einer niedrigeren Druckkühlung davonkommen Luft nach hinten, da der Druck auf der Schaufelhinterkante gering ist.