ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Радиальные н осевые зазоры и их влияние, на работу ступеней осевого компрессора из "Теория авиационных двигателей " В целях предотвращения трения лопаток о корпус компрессора и заклинивания ротора устанавливается радиальный зазор Аг между торцами рабочих лопаток и корпусом компрессора (рис. 2.31), величина которого зависит от конструктивных размеров, нагруженности и режима работы компрессора. [c.63] При выборе величины радиального зазора учитываются деформации корпуса под действием давления воздуха и неодинакового нагрева по длине и радиусу, а также деформация ротора (рабочих лопаток и дисков), вызываемая центробежными силами и температурным расширением. Кроме того, учитываются производственные допуски на изготовление деталей компрессора. Точный учет всех этих факторов практически невозможен, поэтому величина радиальных зазоров обычно определяется экспериментально при доводке компрессора. [c.63] Рост потерь из-за перетеканий в радиальном зазоре и уменьшение подводимой работы в концевой части лопатки приводят к снижению напора (адиабатной работы сжатия) и КПД ступени. [c.64] Исследования показали, что увеличение радиального зазора на 1 % приводит к снижению КПД компрессора на 1,5. .. 3,0 % и к падению напора ступени на 3. .. 5 % [1,2]. Поэтому стремятся принимать минимально возможное значение радиального зазора, исходя из условия обеспечения работы компрессора в самых тяжелых условиях. [c.64] С целью уменьшения радиального зазора широко применяются покрытия внутренней части компрессора над рабочими лопатками слоем пасты, алюминиевой пудры и других компонентов. Толщина покрытия после сушки и расточки составляет 1. .. 3 мм. Торцы лопаток при неправильно выбранном радиальном зазоре срабатывают мягкий слой покрытия и устанавливается минимальный радиальный зазор. [c.64] На выполненных двигателях величина относительного радиального зазора находится в пределах = 0,5. .. 1,5 % от /г,,. [c.64] Пассивное управление радиальным зазором осуществляется за счет конструктивных мероприятий, включающих выбор соответствующей жесткости статора и распределения масс опор с целью уменьшения деформации корпуса при эволюциях самолета в полете, изоляцию или экранирование от рециркуляции воздуха в полостях, выбор материалов сопрягаемых деталей радиального зазора, обеспечивающих термическое расширение уплотнений и корпуса, близкое к величине термического расширения конструкции ротора. Пассивное управление радиальным зазором может дать снижение расхода топлива до 0,5 %. [c.65] Активное управление радиальными зазорами в проточной части ГТД (в последних ступенях компрессора, в турбинах) может осуществляться за счет механического смещения сопрягаемых вставок корпуса относительно ротора (при конической форме наружных поверхностей) и термического воздействия — охлаждения корпуса компрессора высокого давления (или турбины). [c.65] Применение этих мероприятий позволяет уменьшить радиальный зазор на крейсерских режимах полета более чем в два раза по сравнению с нерегулируемым зазором и существенно повысить КПД компрессора. Так, например, по данным фирмы Дженерал Электрик на перспективном ТРДД охлаждение корпуса пяти последних ступеней компрессора позволит уменьшить радиальный зазор примерно на 0,3. .. 0,4 мм и увеличить КПД компрессора примерно на 0,5 %, что улучшает экономичность двигателя. Расход воздуха (на охлаждение компрессора высокого давления), отбираемого за 5-й ступенью, составляет 0,7 % от расхода воздуха через компрессор. [c.65] В настоящее время регулирование радиального зазора является обязательным требованием к новым двигателям. Однако при этом следует иметь в виду, что активное управление радиальным зазором требует тщательного контроля, чтобы не допустить заклинивания ротора. [c.65] Неоднородность потока приводит также к возникновению пульсирующих аэродинамических сил (нестационарных нагрузок), которые могут вызвать опасные вибрации лопаток последующей решетки. С увеличением осевого зазора до (0,6. .. 0,8) Ь происходит выравнивание потока и нестационарные аэродинамические силы, действующие на лопатки, уменьшаются почти до нуля, что благоприятно влияет на вибропрочность лопаток. [c.66] Увеличение осевого зазора приводит также к уменьшению уровня шума, снижает степень повреждения лопаток ступени при попадании в проточную часть компрессора посторонних предметов. [c.66] Наряду с рассмотренным следует иметь в виду и то, что с увеличением осевых зазоров увеличивается длина и масса компрессора. Поэтому осевые зазоры в ступенях компрессора выбираются с учетом этих двух противоположных влияний в пределах 15. ... .. 25 % от величины хорды рабочей лопатки, а в одноступенчатых вентиляторах ТРДД с целью снижения уровня шума осевой зазор между рабочим колесом и направляющим аппаратом увеличивается до 1,0. .. 1,5 длины хорды. [c.66] Вернуться к основной статье