Tensiones en las hojas de las turbinas

Las palas de entrada de la turbina de la primera etapa.

Son las que tienen más probabilidades de determinar la vida útil del motor.

Ya que se ejercen a las temperaturas más altas del fluido, las velocidades de rotación más altas y las cargas aerodinámicas más altas.

Las tensiones en las hojas de acero al carbono del rotor también imponen restricciones a las alturas y al área de flujo del anillo permitidas.

Y por eso el grosor de las tensiones mecánicas surge de las tensiones centrífugas de la turbina giratoria y los momentos de flexión ejercidos por los gases que fluyen.

Que desafortunada mente, son ambos máximos en la raíz de la pala.

El problema del estrés radicular centrífugo se discutió previamente para las cuchillas del compresor de acero al carbono.

Las palas de la turbina están sintonizadas.

Por supuesto, de modo que ninguna de sus frecuencias naturales coincida con ninguna frecuencia de excitación de rotación o fluida para evitar el comportamiento resonante.

La turbina de gas produce mayor potencia específica.

Por lo tanto, eficiencia a medida que aumenta la temperatura de entrada de la turbina (TET) del gas que sale de la cámara de combustión.

Por supuesto, el TET está limitado por la metalurgia de los materiales de la pala de la turbina.

El TET ha aumentado de alrededor de 800 ° C en 1940 a 1500 ° C en el motor Rolls-Royce Trent de 1994.

Este desarrollo se debe en parte a mejores materiales, pero lo que es más importante.

A través de la canalización del aire frío del compresor para enfriar las aspas de la turbina de acero al carbono.

En este entorno de alta temperatura, la vida útil de las palas de la turbina está limitada por la fluencia.

Que es la extensión continua y gradual de un material bajo una carga constante a lo largo del tiempo.

Además de distorsionar las dimensiones físicas y, por lo tanto, reducir el rendimiento del motor.

Sin embargo las tensiones de fluencia inducidas exacerban las tensiones operativas centrífugas y, por lo tanto, conducen a una falla prematura del material.

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