Формы проточной части компрессора

Ф Формы проточной части компрессора 94 турбины 185 X Характеристика компрессора 105... 110 турбины 197...208 Ч Число Маха (М) 112 [c.214]

ФОРМЫ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ И ИЗМЕНЕНИЕ ОСЕВОЙ СКОРОСТИ ПО ТРАКТУ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА [c.107]

Рис. 3.8. Возможные формы проточной части одноконтурного осевого компрессора

Рассмотрим некоторые особенности распределения работы сжатия между ступенями в таком компрессоре. Оба каскада в целом образуют осевой компрессор, в котором изменение высоты лопаток, изменение осевой скорости и форма проточной части определяются в общем теми же соображениями, что и в обычном компрессоре. Распределение работы сжатия между каскадами (т. е. степень повышения давления воздуха в каждом из каскадов) выбирается с учетом возможностей турбин, приводящих во вращение первый и второй каскады, и с учетом особенностей работы компрессора в [c.111]

Как и у компрессора, форма проточной части турбины и форма лопаток каждого ее венца соответствуют изменению плотности газа по тракту и форме треугольников скоростей только на одном (расчетном) режиме работы турбины. В различных условиях эксплуатации ГТД частота вращения ротора, температура газа на входе и другие величины, определяющие режим работы турбины, могут изменяться в значительных пределах. Это приводит к перераспределению теплоперепада между ступенями, к изменению формы треугольников скоростей и углов атаки и в конечном счете к изменению КПД, работы на валу и других параметров турбины. Зависимости, определяющие изменение основных параметров турбины при изменении режима ее работы, называются характеристикой турбины. [c.223]

Задача профилирования элементарной ступени лопаточной машины состоит в том, чтобы подобрать такую форму проточной части, которая обеспечивает получение заданных параметров потока (например, степени увеличения полного давления в компрессоре [c.594]

При высокой производительности или быстроходности имеет преимущества схема осевого компрессора. Здесь газ поступает во входной направляющий аппарат, затем на рабочее колесо, которое отличается по форме проточной части и устройству от колес центробежных компрессоров. Колесо, закрепленное на валу, вращаясь с большой скоростью, перемещает поток газа в осевом направлении, что обеспечивается специально подобранным профилем его лопаток. Далее газ поступает в выходной направляющий аппарат, в котором установлены неподвижные лопатки. Постепенно теряя скорость, газ поступает в сборник, из которого через патрубок направляется в газопровод. [c.16]

Цилиндрическая наружная форма компрессора позволила ограничить количество ступеней одиннадцатью. Традиционная форма проточной части с уменьшающимся наружным диаметром в сторону выхода из компрессора привела бы к увеличению числа ступеней. [c.171]

Вычертив на основе приведенных расчетов диаметральные сечения (профили) проточных частей (на разных стадиях процессов расширения и сжатия рабочего агента), можно скомпоновать их в проточные части турбин и компрессоров проектируемой установки. Используя конструктивные формы и размерные соотношения агрегатов, подобных проектируемым, можно получить с достаточной степенью точности формы и габаритные размеры проектируемого агрегата. [c.13]

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]

При создании компрессора стремятся к уменьшению его массы и размеров, к увеличению КПД. Эти задачи решаются рациональным выбором скоростей потока по тракту компрессора, геометрических форм и размеров его проточной части. [c.93]

Определение формы и размеров проточной части, необходимого числа ступеней, а также формы и углов установки лопаток в процессе газодинамического расчета компрессора производится для определенного режима его работы (скорости и высоты полета, частоты вращения), называемого расчетным. Соответствующие этому режиму значения степени повышения давления, расхода воздуха, частоты вращения и других показателей работы компрессора также называются расчетными. [c.114]

На третьем этапе наработки удельный расход топлива продолжает медленно увеличиваться из-за дальнейшего воздействия факторов, отмеченных на первом и втором этапах, и ухудшения состояния горячей части двигателя, которое приводит к изменению формы сопловых и рабочих лопаток турбины, выгоранию поверхностей проточной части, выкрашиванию покрытий, короблению жаровых труб, реактивного сопла и т. д. Кроме того, коробление, выгорание и эрозия элементов проточной части турбины изменяют проходные сечения турбины, что существенно сказывается на запасе устойчивости компрессора. [c.74]

Так как воздух при своем движении через компрессор сжимается, то площади проходных сечений последующих ступеней приходится делать меньшими, чем у предыдущих. При этом осевую скорость, которая выбирается из условия получения максимального к.п.д., стремятся сохранить для всех ступеней одинаковой или незначительно уменьшают ее с тем, чтобы не получились очень короткие лопатки на последних ступенях. Постоянство осевой скорости выгодно также и потому, что конструкция и форма всех лопаток при этом могут быть получены однотипными для всех ступеней компрессора, что имеет существенное технологическое значение. Уменьшение площади проходных сечений достигается либо уменьшением наружного диаметра при постоянном внутреннем диаметре, либо увеличением внутреннего диаметра при сохранении постоянным наружного диаметра всех колес. В первом случае получаются некоторые технологические выгоды, так как лопатки различных ступеней проще закреплять на барабане постоянного диаметра и, кроме того, разница в длинах лопаток первой и последней ступеней получается меньшей. Во втором случае лопатки отдельных последующих ступеней работают при больших окружных скоростях, что выгодно с точки зрения получения высокого напора во всех ступенях. В конструкциях ВРД встречаются обе указанные схемы проточной части. [c.116]

Многоступенчатый компрессор представляет собой машину, проточная часть которой имеет сечения, подобранные для определенного закона изменения плотности перекачиваемого газа. По этим расчетным условиям вычисляются треугольники скоростей, служащие для нахождения геометрической формы рабочих и направляющих лопаток. При изменении сопротивления внешней среды или числа оборотов вала компрессора треугольники скоростей изменяются неподобно, вследствие несоответствия между жесткими геометрическими размерами сечений и изменившейся степенью сжатия в отдельных ступенях. Это расстройство режимов носит нарастающий характер вдоль проточной части и может быть качественно проанализировано с помощью простейших выражений. [c.147]

Рассмотрим применение уравнений энергии в термической и механической формах для расчета наиболее важных элементов турбореактивного двигателя современного дозвукового самолета. На рис. 8.4 показана принципиальная схема турбореактивного двигателя с осевым компрессором. На этой схеме отмечены (цифрами от О до 6) характерные сечения проточной части двигателя. Сечение О распола- [c.139]

Процесс сжатия воздуха в много1ступенчатом компрессоре состоит из ряда последовательно протекающих процессов сжатия в отдельных его ступенях. Несмотря а известные (различия в формах проточной части и характере течения воздуха в осевых, центробежных и диагональных компрессорах (ступенях), их рабочий процесс имеет много общего, а их совершенство оценивается однотипными коэффициентами. Поэтому ниже изложение теории компрессоров будет вестись, в основном, применительно к осевым компрессорам, имеющим наибольшее распространение в авиационных ГТД, а особенности компрессоров (ступеней) других типов будут отмечаться по мере Необходимости. [c.38]

Уменьшение высоты лопаток от ступени к ступени может достигаться либо увеличением внутреннего диаметра, либо уменьшением наружного диаметра рабочих колес и неподвижных аппаратов, либо, наконец, одновременным изменением обоих диаметров. Возможные формы проточной части многоступенчатых одиоконтур--ных компрессоров показаны на рис. 3.8. По конструктивным и технологическим соображениям наиболее удобными являются схемы,, в которых либо наружный, либо внутренний диаметр у всех ступеней остается одинаковым (схемы У и 2). В схеме 1 средний радиус постепенно возрастает от ступени к ступени, что позволяет получить благодаря большим окружным скоростям значительно большую адиабатическую работу сжатия в каждой из средних и последних ступеней, чем для схемы 2 (при одинаковых параметрах первой ступени), и за счет этого уменьшить потребное число ступеней. Вместе с тем, при одних и тех же значениях Gb и Лк и одинаковой скорости на входе в схеме 1 высота лопаток в последних ступенях получается (из-за большего среднего диаметра) заметно меньшей, чем в схеме 2, что неблагоприятно сказывается на КПД ступеней. Кроме того, несмотря на уменьшение числа ступеней в схеме 1 (по сравнению со схемой 2), масса компрессора уменьшается при этом не очень сильно, так как последние ступени в схеме 1 получаются более тяжелыми из-за большего их диаметра. Таким образом, каждая из этих схем имеет свои достоинства и недостатки. [c.109]

На втором этапе наработки удельный расход топлива увеличивается медленнее, чем первоначально. Рост Суд происходит в основном из-за изменения аэродинамических характеристик элементов проточной части компрессора, вызванных эрозией направляющих и рабочих лопаток (скругление входных и выходных кромок, утонение и уменьшение кривизны профилей, сколы задней кромки и т. д.) и загрязнением или выкрашиванием поверхностей элементов проточной части. Кроме того, форма лопаток компрессора изменяется под действием попадающих в двигатель посторонних предметов. Такие повреждения могут происходить в любой период, но этот фактор начинает существенно сказываться именно на втором этапе наработки, так как повреждения накап- [c.73]

Конструктивная схема компрессора определяется также формой проточной части. При проточной части с постоянным наружным диаметром О (рис. 3.7, а) к последним ступеням компрессора средний диаметр увеличивается и, следовательно, увеличивается средняя окружная скорость, возрастает напорность с упеней и уменьшается их число, необходимое для получения требуемой 54 - [c.54]

Однако при проточной части с постоянным наружным диаметром возможно сильное уменьшение длины лопаток последних ступеней, что приводит к увеличению концевых потерь и уменьшению коэффициента полезного действия ступени. В этом случае целесообразно использовать иную форму проточной части, а именно — с постоянным внутренним диаметром й (см. рис. 3.7, в). Конструктивная схема компрессора о такой проточной частью позволяет получить более длинные лопатки последних ступеней, чем в схеме, имеющей проточную часть с постоянным наружным диаметром. Однако средний диаметр уменьшается от ступени к ступени, а следовательно, уменьшаются средние окружные скорости и напорность ступеней. Это может привести к увеличению числа ступеней для получения требуемого п . В то же время корпус компрессора с проточной частью, имеющей постоянный внутренний диаметр, позволяет удобно разместить агрегаты, не увеличивая практически мидель двигателя. Кроме того, при постоянном внутреннем диаметре проточной части упрощается технология изготовления элементов ротора, к которым крепятся рабочие лопатки. Величина радиального зазора между ротором и корпусом при данной конструктивной схеме проточной части зависит от места расположения упорного подшипника. Это необходимо учитывать при определении минимально возможной величины зазора. И поскольку вследствие температурных деформаций и набегания допусков происходит взаимное смещение ротора и статора, радиальный зазор в данной схеме должен быть больше, чем в конструктивной схеме компрессора с проточной частью, имеющей постоянный наружный диаметр. [c.57]

Выбор диаметра установки входной кромки разделителя (промежуточного тела) зависит от различных конструктивных факторов и режимных параметров, определяющих характер и условия работы ступени. Входная кромка может быть установлена на периферии РК. Такая форма хорошо отработана, известна, например, по конструкции крыльчатки центробежного компрессора радиальноосевого типа двигателя НИН-1, и способствует точному разделению потоков на две части в РК только при отсутствии асимметрии проточной части ступени. Разделитель улучшает сопротивление изгибу пера центральной радиальной лопатки, но ввиду большой массы сильно нагружает несущий диск. [c.65]

Следует также отметить, что для современных авиационных ГТД из-за применения достаточно высоких значений степени повышения давления вентиляторов и компрессоров, а также из-за разделения потока воздуха в ДТРД на два контура существенно осложняется решение задачи создания высокоэффективных последних ступеней компрессора. В ТРД и особенно в ДТРД лопатки последних ступеней имеют малую абсолютную высоту при большом значении относительного диаметра втулки вт. Как известно, при значениях 5вт>0,85 существенно увеличиваются концевые потери, что приводит к снил<ению КПД ступени. Для увеличения высоты лопаток последних ступеней возможно применение пониженных осевых скоростей по тракту проточной части, что благоприятно и для организации рабочего процесса в камере сгорания. Однако пониженные значения осевой скорости приводят к снижению работы сжатия в ступени, что уменьшает степень повышения давления в ней. Поэтому обычно при проектировании последних ступеней компрессора принимается компромиссное решение, при котором оптимизируют форму и высоту проточной части выбором рационального соотношения между осевой скоростью, окружной скоростью и коэффициентом нагрузки. [c.46]

Для улучшения равномерности подачи воздуха и уменьшения шума роторы делают спиральными. Однако применение таких роторов или окон клиновидной формы может лишь уменьшить пульсацию давления полностью устранить ее в компрессоре с внешним сжатием невозможно. В случае использования трехзубчатых роторов период пульсации скорости и давления в проточной части соответствует 60 угла поворота роторов амплитуда пульсаций по сравнению с двухзубчатыми роторами меньше. [c.108]

Многие области техники используют достижения механики жидкости к газа. Авиация и кораблестроение, основными проблемами которых являются скорость, устойчивость и управляемость самолета, ходкость, устойчивость и управляемость судна, неразрывно связаны с аэродинамикой и гидродинамикой. Такая смежная с авиацией отрасль техники, как реактивная техника, не только использовала достижения предыдущей эпохи, но и поставила, главным образом, перед газовой динамикой, ряд новых задач, послуживших дальнейшему значительному развитию этой сравнительно молодой отрасли механики жидкости и газа. Так, например, конкретная задача о возвращении космического корабля или баллистической ракеты на землю через плотные слои атмосферы вызвала к жизни многочисленные исследования по борьбе с разогревом поверхности твердого тела за счет тепла, возникающего при диссипации механичес ой энергии потока вблизи поверхности тела (в пограничном слое), с плавлением или сублимацией (непосредственным испарением твердой поверхности без прохождения процесса предварительного оплавления) поверхности корпуса ракеты. Совокупность этих и многих других близких задач привела к образованию нового раздела механики жидкости и газа — аэротермодинамики. Отметим еще важное значение гидроаэродинамики и газодинамики в турбостроении и двигателестрое-НИИ, особенно в создании реактивных и ракетных двигателей. Проточные части гидротурбины, паровой и газовой турбин, реактивного двигателя, компрессора или насоса представляют собой сложные конструкции, состоящие из ряда неподвижных (направляющие аппараты) и подвижных (рабочие колеса) лопастных систем. При вращении рабочих колес составляющие их лопатки обтекаются с большими относительными скоростями водой, газом или паром. От правильного гидродинамического расчета формы профилей и конструкции лопаток рабочих колес зависит достижение требуемой мощности машины, ее высокого коэффициента полезного действия. Надо также уметь рассчитывать и лопастные направляющие аппараты водяной, воздушной или газовой 1урбины, улучшать и другие элементы проточной асти, от гидроаэродинамического совершенства которых зависит качество турбины в целом. [c.16]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...