정밀 주조 터빈 블레이드

가스 터빈 엔진에서 단일 터빈 스테이지는 다수의 터빈 블레이드를 수용하는 회전 디스크와 블레이드 앞에 있는 노즐 ​​가이드 베인 고정 링으로 구성됩니다. 터빈은 샤프트(전체 회전 어셈블리를 "스풀"이라고도 함)를 사용하여 압축기에 연결됩니다. 공기가 압축기를 통과하면서 압축되어 압력과 온도가 증가합니다. 그런 다음 압축기와 터빈 사이에 위치한 연소기에서 연료 연소에 의해 온도가 상승합니다. 고온, 고압의 가스는 터빈을 통과합니다. 터빈 단계는 이 가스 흐름에서 에너지를 추출하고 가스의 압력과 온도를 낮추며 운동 에너지를 압축기로 전달합니다. 예를 들어, 터빈은 압축기와 유사한 방식으로 작동하지만 가스와 기계 간의 에너지 교환 측면에서 역방향으로만 작동합니다. 가스 온도 변화량(압축기의 경우 증가, 터빈의 경우 감소)과 샤프트 동력 입력(압축기) 또는 출력(터빈) 사이에는 직접적인 관계가 있습니다. [8]

터보팬 엔진의 경우, 팬을 구동하는 데 필요한 터빈 단의 수는 바이패스 비율이 증가함에 따라 증가합니다[9]. 단, 터빈과 팬 사이에 기어박스를 추가하여 터빈 속도를 높일 수 있는 경우에는 필요하지 않습니다. 수준. 터빈 단의 수는 각 단의 터빈 블레이드 설계 방식에 큰 영향을 미칩니다. 많은 가스 터빈 엔진은 트윈 스풀 설계로 고압 로터와 저압 로터가 있습니다. 다른 가스 터빈은 3개의 로터를 사용하며, 고압 로터와 저압 로터 사이에 중압 로터가 추가됩니다. 고압 터빈은 가장 뜨겁고 가장 높은 압력의 공기에 노출되는 반면, 저압 터빈은 더 차갑고 낮은 압력의 공기에 노출됩니다. 조건의 차이로 인해 동일한 공기역학적 및 열역학적 원리에도 불구하고 재료 및 냉각 선택이 크게 달라지는 고압 및 저압 터빈 블레이드 설계가 발생합니다. [11] 가스 및 증기 터빈 내부의 이러한 가혹한 작동 조건에서 블레이드는 고온, 높은 응력 및 잠재적으로 높은 진동에 직면합니다. 터빈 블레이드는 압력 구배를 따라 흐르는 고온, 고압 증기의 직선 운동을 터빈 샤프트의 회전 운동으로 변환하는 발전소의 핵심 구성 요소입니다.

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