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Der Verbrennungsprozess in einem Gasturbinentriebwerk ist kontinuierlich, und fast die gesamte Kühlluft muss durch das Innere des Triebwerks geleitet werden. Wenn nur genug Luft in den Motor eingelassen würde, um ein ideales Luft/Kraftstoff-Verhältnis von 15:1 bereitzustellen, würden die Innentemperaturen auf mehr als 4.000 F ansteigen. In der Praxis wird eine große Luftmenge über das ideale Verhältnis hinaus in den Motor eingelassen Motor. Der große Luftüberschuss kühlt die heißen Teile des Motors auf akzeptable Temperaturen im Bereich von 1.500 bis 2.100 F. Aufgrund der Kühlwirkung sind die Temperaturen außerhalb des Gehäuses erheblich niedriger als die innerhalb des Motors. Der heißeste Bereich tritt in und um die Turbinen auf. Obwohl sich die Gase zu diesem Zeitpunkt etwas abgekühlt haben, leitet die Leitfähigkeit des Metalls im Gehäuse die Wärme direkt an die Außenhaut.
Die durch den Motor strömende Sekundärluft kühlt die Brennkammerauskleidungen. Die Auskleidungen sind so konstruiert, dass sie einen dünnen, sich schnell bewegenden Luftfilm sowohl über die Innen- als auch über die Außenflächen der Auskleidung induzieren. Brenner vom Ringrohrtyp sind häufig mit einem Mittelrohr versehen, um Kühlluft in die Mitte des Brenners zu führen, um einen hohen Verbrennungswirkungsgrad und eine schnelle Verdünnung der heißen Verbrennungsgase zu fördern, während Druckverluste minimiert werden. Bei allen Arten von Gasturbinen vereinigen sich große Mengen relativ kühler Luft mit den verbrannten Gasen hinter den Brennern, um die heißen Gase abzukühlen, kurz bevor sie in die Turbinen eintreten.
Zubehörzonenkühlung
Turbinenkraftwerke können in Primärzonen unterteilt werden, die durch feuerfeste Schotte und Dichtungen voneinander getrennt sind. Die Zonen sind der Ventilatorgehäuseraum, der Zwischenkompressorgehäuseraum und der Kernmotorraum. [Figure 1] Den Zonen werden kalibrierte Luftströme zugeführt, um die Temperaturen um den Motor auf akzeptablen Niveaus zu halten. Der Luftstrom sorgt für eine ausreichende Belüftung, um eine Ansammlung schädlicher Dämpfe zu verhindern. Zone 1 liegt beispielsweise um das Lüftergehäuse herum, das das Zubehörgehäuse und die elektronische Motorsteuerung (EEC) enthält. Dieser Bereich wird unter Verwendung von Stauluft durch einen Einlass in der Nasenhaube entlüftet und durch eine Luftschlitzöffnung in der rechten Lüfterhaube entlüftet.
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| Abbildung 1. Kühlung der Zubehörzone |
Zone 3 ist der Bereich um den Hochdruckverdichter bis zu den Turbinengehäusen. Diese Zone enthält auch Kraftstoff- und Ölleitungen und anderes Zubehör. Luft tritt aus dem Auslass des Vorkühlers und anderen Bereichen ein und wird aus der Zone durch die hintere Kante der Schubumkehrer-Innenwand und die Turbinenauslasshülse ausgestoßen.
Isolierdecken für Turbinentriebwerke
Um die Temperatur der Struktur in der Nähe des Abgaskanals oder des Schubverstärkers (Nachbrenners) zu reduzieren und die Möglichkeit auszuschließen, dass Kraftstoff oder Öl mit den heißen Teilen des Motors in Kontakt kommt, ist es manchmal erforderlich, den Auspuff zu isolieren Kanal von Gasturbinentriebwerken. Die Oberflächentemperatur des Abgaskanals ist ziemlich hoch. Eine typische Isolierdecke und die an verschiedenen Stellen erhaltenen Temperaturen sind in Abbildung 2 dargestellt. Diese Decke enthält Glasfaser als Material mit niedriger Leitfähigkeit und Aluminiumfolie als Strahlungsschild. Die Decke wird entsprechend abgedeckt, damit sie nicht ölgetränkt wird. Bei vielen Installationen, bei denen eine lange Absaugung erforderlich ist, wurden Isolierdecken ziemlich häufig verwendet. Einige Hilfstriebwerke (APU), die im Heckkonus von Transportflugzeugen montiert sind, haben Luft, die das Abgasendrohr umgibt, das für Kühlung sorgt und die umgebende Struktur schützt.
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| Abbildung 2. Typische Motorisolierdecke |