ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теория авиационных турбокомпрессоров из "Избранные труды Теория тепловых двигателей " В авиации турбокомпрессором называют машину, состоящую из центробежного нагнетателя и приводящей его в движение газовой турбины, работающей на выхлопных газах двигателя. [c.66] Назначение турбокомпрессора заключается в том, что, используя энергию выхлопных газов, он снабжает двигатель воздухом на высоте. [c.66] содержащееся в выхлопных газах, можно оценить, рассматривая тепловой баланс двигателя (см. табл. 1). [c.66] Если же принять во внимание потерю мощности самого двигателя в размере 13,6% (10+3,6%), то окончательный выигрыш в мощности будет от 23 до 33%. [c.67] Полученная от турбины мощность может быть использована или на вращение нагнетателя, или непосредственно на валу двигателя. Возможно также только часть энергии выхлопных газов использовать в турбине, а оставшуюся часть использовать в виде прямой реакции. [c.68] В теории турбокомпрессоров мы будем рассматривать те случаи, когда энергия выхлопа используется для сжатия воздуха. Мощность, потребная на сжатие воздуха, найдется следующим образом. [c.68] Следовательно, турбокомпрессор при рг = 0,8рк даже для больших высот имеет избыток мощности в турбине, и мы можем иметь р 0,8рк или пользоваться, кроме работы турбокомпрессора, еще прямой реакцией. [c.68] Избыток энергии в выхлопных газах по сравнению с потребной работой сжатия воздуха еще увеличивается потому, что современный авиамотор, кроме турбокомпрессора (ТК), всегда имеет приводной центробежный нагнетатель (ПЦН), который берет на себя часть работы сжатия. ПЦН необходим для обеспечения приемистости авиадвигателя и взлетной мощности. В последующем мы будем рассматривать схему работы авиадвигателя с ТК и ПЦН и называть ее схемой комбинированного наддува (рис. 1). [c.68] Из рис. 1 видно взаимное расположение агрегатов схемы. Воздух из атмосферы поступает в нагнетатель турбокомпрессора (НТК), затем в ПЦН и далее в мотор. Выхлопные газы из мотора попадают в ресивер турбины и затем через сопловой аппарат на лопатки турбины. Часть газов при регулировании проходит, минуя турбину, через дроссель перепуска. [c.68] Воздух, поступающий в двигатель, охлаждается радиатором или до, или после ПЦН, претерпевая двойное сжатие, сперва в НТК и затем в ПЦН. [c.69] В действительности температура бывает в пределах 1050-1150° в зависимости от близости расположения ТК и мотора, а следовательно, и потерь тепла в газопроводе. [c.71] Если разрезать турбину и сопловой венец цилиндрической поверхностью, проходящей через середину лопаток, и затем развернуть это цилиндрическое сечение на плоскость, то мы получим сечение рабочих лопаток и соплового аппарата (рис. 2). [c.71] Газы из ресивера поступают в сопловой аппарат, пройдя который, они расширяются от давления рг до Рг или рн, если = Рн (см. рис. 1), и вытекают со скоростью i под углом ai (рис. 3). В относительном движении, по отношению к лопаткам турбины, которые движутся со скоростью Ut (см. рис. 2), скорость газов будет равна tui, как показано на рис. 2 и 3. Войдя в каналы между лопатками, газы изменяют направление своего движения и вытекают из колеса турбины с относительной скоростью W2- Таким образом, газы (1 кг/с), протекая по колесу, претерпевают изменение количества движения и давят благодаря этому на колесо с силой, в точности равной вектору изменения секундного количества движения. [c.71] Уравнение (7) будет справедливо только в том случае, если давление газа перед колесом турбины и после него одинаково рг/), т. е. турбина активная. [c.71] В коэффициент ф входят все потери в каналах колеса турбины, включая и потери на удар при входе, а также потери, происходяш ие от того, что газы, выходяш ие из соплового аппарата, движутся не сплошной массой, а разделены лопатками соплового аппарата на струйки, которые смешиваются в каналах колеса. Также и подсасывание газа, находяш е-гося в зазоре между колесом и сопловым венцом, уменьшает ф. [c.73] Потери от подсасывания газа из зазора считают пропорциональными отношению А///, где А/ — превышение радиальной длины лопатки над размером струи газа в том же направлении. Так как А1 = 2-3 мм, то при короткой лопатке I 20 мм) ф следует уменьшать на 5-8%. [c.73] Если отношение Рг/Рп меньше критического, то сопловой аппарат выполняется по рис. 8 или рис. 9 с наименьшим сечением канала fm на выходе. [c.74] При подсчете 5 по уравнению (21) отношение с /сг можно подсчитывать по теоретическим скоростям вместо действительных. [c.76] Иногда делают сонла с неполным уширением так, чтобы расширение закончилось в косом срезе. Степень расширения в сопле берут не более 5-7%. [c.77] Вернуться к основной статье