具有位于环形管道中的热交换器的燃气涡轮发动机
提供了一种燃气涡轮发动机，具有：涡轮机和转子组件，转子组件由涡轮机驱动并且能够在高功率操作条件期间以大于或等于2,500赫兹且小于或等于5,000赫兹的第一叶片通过频率(f1)操作；热交换器，热交换器定位在环形管道内并且沿周向方向基本上连续地延伸，其中对于高功率操作条件，定位在环形管道内的热交换器的有效传输损耗(ETL)在5分贝和1分贝之间，并且其中热交换器包括限定声学长度(Li)的热传递区段，并且其中操作声学减速比(OARR)大于或等于0.75，以在高功率操作条件下实现ETL，OARR等于：其中在高功率操作条件期间，a1等于13,200英寸每秒。
发明专利
CN202410097674.1
2024-01-23
CN118407842A
2024-07-29
F02C7/18(2006.01)
通用电气公司
斯科特·艾伦·施密尔斯;杰弗里·道格拉斯·兰博;丹尼尔·艾伦·尼尔加思;丹尼尔·劳伦斯·特威特;迈克尔·西蒙内蒂;迈克尔·朱利安·卡斯蒂略;蒂莫西·理查德·德普伊;史蒂文·B·莫理斯
美国纽约州
上海华诚知识产权代理有限公司
陈海琴
美国;US
1.一种燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机限定中心线和周向方向，其特征在于，所述燃气涡轮发动机包括： 涡轮机，所述涡轮机包括以串行流动顺序布置的压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段； 转子组件，所述转子组件由所述涡轮机驱动并且能够在高功率操作条件期间以大于或等于2,500赫兹且小于或等于5,000赫兹的第一叶片通过频率(f1)操作，所述转子组件、所述涡轮机或两者包括相对于所述燃气涡轮发动机的所述中心线的基本上环形管道，所述基本上环形管道限定流动路径； 热交换器，所述热交换器定位在所述环形管道内并且沿所述周向方向基本上连续地延伸，所述热交换器包括限定暴露于所述流动路径的热交换表面的第一材料，其中所述第一材料限定热交换系数，并且其中所述热交换表面限定表面面积(A)，其中所述热交换系数和所述表面面积的乘积UA在7500英热单位每小时每华氏度(Btu/(hr-℉))和45000Btu/(hr-℉)之间； 其中对于所述高功率操作条件，定位在所述环形管道内的所述热交换器的有效传输损耗(ETL)在5分贝和1分贝之间， 其中ETL等于 其中当所述操作条件是所述高功率操作条件时，C1等于21.02，C2等于0.027，C3等于107，并且EOC在50,347和12,587之间； 其中所述热交换器包括限定声学长度(Li)的热传递区段，并且其中操作声学减速比(OARR)大于或等于0.75，以在所述高功率操作条件下实现所述ETL，所述OARR等于： 其中在所述高功率操作条件期间，a1等于13,200英寸每秒。 2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中等于1。 3.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述热传递区段限定HX流动面积(AHX)，其中所述环形管道在所述热交换器的上游限定管道流动面积(Ad)，并且其中所述HX流动面积(AHX)与所述管道流动面积(Ad)之比大于1。 4.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述转子组件能够在低功率操作条件期间以第二叶片通过频率(f2)操作，其中所述热传递区段是第一热传递区段并且所述声学长度是第一声学长度，其中所述热交换器进一步包括第二热传递区段，所述第二热传递区段限定第二声学长度(Li,2)，其中 大于或等于0.75，并且在所述低功率操作条件期间，a2等于12,900英寸每秒。 5.根据权利要求4所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述第二叶片通过频率(f2)大于或等于1,000赫兹且小于或等于2,500赫兹。 6.根据权利要求4所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述转子组件能够在中功率操作条件期间以第三叶片通过频率(f3)操作，其中所述热交换器进一步包括第三热传递区段，所述第三热传递区段限定第三声学长度(Li,3)，其中 大于或等于0.75，并且在所述中功率操作条件期间，a3等于11,640英寸每秒。 7.根据权利要求4所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述第三叶片通过频率(f3)大于所述第二叶片通过频率(f2)并且小于所述第一叶片通过频率(f1)。 8.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中当所述操作条件是低功率操作条件时，C1等于19.22，C2等于0.222，C3等于956.3，并且EOC在41,467和19,965之间。 9.根据权利要求8所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中所述燃气涡轮发动机限定在所述低功率操作条件期间通过所述热交换器的质量流率小于或等于50lbm/s，并且其中ETL等于： 其中EOC在41,467和19,965之间。 10.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，其中当所述操作条件是中功率操作条件时，C1等于19.64，C2等于0.67，C3等于298，并且EOC在52,809和16,677之间。