Analýza teplotních napětí plamence spalovací komory a predikce životnosti

Abstract

Nejvíce tepelně namáhanými částmi spalovacích turbín jsou funkční části spalovacích komor. To je dáno tím, že zde jsou z jedné strany tepelné toky sáláním z plamene na stěnu a z druhé strany jsou u vnitřní i vnější strany plamence velké konvektivní tepelné toky. Tím vzniká nerovnoměrné teplotní pole plamence, které je příčinou vzniku teplotních napětí a deformací. Všude tam, kde jsou vysoké gradienty teplot, a to jak v prostoru, tak v čase, vznikají teplotní napětí, které mohou v některých případech ohrozit provoz spalovací komory, a to převážně tam, kde v důsledku cyklického namáhání dojde ke kumulaci poškození a ke vzniku trhlin. Pro výpočet teploty stěny plamence bude použita zónová metoda, kde v každé zóně je řešena rovnice tepelné rovnováhy při výměně tepla mezi plamenem a stěnou, přičemž tepelný tok je dále analyzován na dalších prvcích spalovací komory. Vypočtené teploty stěny budou použity jako okrajová podmínka 1. druhu pro řešení teplotního a napěťového pole plamence spalovací komory. Životnost bude určena z křivek nízkocyklové únavy pro daný materiál.