Duto de transição da turbina para peças de turbina a gás GE GT13E2

Seção de transição: a Key Bridge que conecta a câmara de combustão e a turbina

A forma da seção de transição geralmente é um tubo gradualmente. Sua área transversal aumenta gradualmente do compressor para a câmara de combustão. Isso ocorre porque a velocidade e a pressão do fluxo de ar na saída do compressor são altas e é necessário reduzir a velocidade do fluxo de ar, aumentando a área da seção transversal para que o fluxo de ar possa ser melhor misturado com o combustível e queimado de forma estável na câmara de combustão. Seu comprimento varia de acordo com os requisitos gerais de design e desempenho da turbina a gás. De um modo geral, seu design de comprimento deve levar em consideração a transição uniforme do fluxo de ar e a minimização da perda de pressão.

Como a seção de transição precisa suportar alta temperatura e pressão, especialmente a seção de transição da saída da câmara de combustão para a turbina, ela deve enfrentar a limpeza do gás de combustão de alta temperatura. Portanto, geralmente usa materiais de liga resistente a alta temperatura, como ligas à base de níquel. Em termos de processo de fabricação, a tecnologia de fundição de precisão pode estar envolvida para garantir que sua superfície interna seja suave e reduza a resistência ao atrito do fluxo de ar. Ao mesmo tempo, algumas seções de transição também adotarão o design de canais de resfriamento internos para reduzir a temperatura dos componentes, introduzindo o ar de resfriamento para garantir sua integridade estrutural e desempenho estável em ambientes de alta temperatura.

Durante a transição do compressor para a câmara de combustão, a principal função é ajustar a velocidade e a pressão do fluxo de ar. A velocidade do fluxo de ar na tomada do compressor é alta, enquanto a câmara de combustão requer um fluxo de ar de velocidade relativamente baixa para garantir mistura suficiente e combustão estável de combustível e ar. A seção de transição reduz a velocidade do fluxo de ar e a pressão muda de acordo para atender aos requisitos da entrada da câmara de combustão por meio de sua área de seção transversal que muda gradualmente. Da câmara de combustão à turbina, a seção de transição deve permitir que a alta temperatura e o gás de alta velocidade entre na turbina uniformemente para garantir que a turbina possa extrair com eficiência energia do gás. 

O design da seção de transição é crucial para garantir o fluxo de ar uniforme. Em uma turbina a gás, a mistura de combustível e ar na câmara de combustão e o processo de trabalho do gás na turbina requerem distribuição uniforme do fluxo de ar. O fluxo de ar desigual pode levar a problemas como combustão incompleta, superaquecimento local ou força desigual nas lâminas da turbina. A seção de transição orienta o fluxo de ar para fluir uniformemente através de estruturas internas especiais, como palhetas -guia e formas graduais de parede, melhorando assim o desempenho e a confiabilidade de todo o sistema de turbinas a gás.

A seção de transição entre a câmara de combustão e a turbina afeta diretamente o desempenho de trabalho da turbina. Se a seção de transição não puder guiar uniformemente o gás de alta temperatura na turbina, as lâminas da turbina serão submetidas a estresse térmico e mecânico desigual. Isso não apenas reduzirá a eficiência da turbina, mas também pode causar danos às pás da turbina e reduzir a vida útil da turbina a gás. Além disso, a perda de pressão na seção de transição também afetará a pressão do gás na entrada da turbina, afetando assim a capacidade de trabalho da turbina.

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