Рабочий процесс турбины и компрессора

РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ТУРБИНЫ И КОМПРЕССОРА [c.88]

В реальных условиях все процессы в ГТУ являются неравновесными, что связано с потерями работы в турбине и компрессоре, а также с аэродинамическими сопротивлениями в тракте ГТУ. На рис. 20.10 действительный процесс сжатия в компрессоре изображен линией /—2, а процесс расширения в турбине — линией, 3—4. Точками 2а и 4а отмечено состояние рабочего тела соответственно в конце равновесного адиабатного сжатия и расширения, точкой О — параметры окружающей среды. [c.174]

В реальных условиях все процессы в ГТУ являются необратимыми, что оказывает большое влияние на характеристики установки. Необратимость реальных процессов вызвана потерями работы в турбине и компрессоре, а также потерями давления рабочего тела в тракте ГТУ. [c.198]

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]

Прежде всего следует выполнить тепловые расчеты турбоагрегата на расчетном режиме, для которого проектировалась и тепловая схема установки. Из расчетов тепловой схемы надо взять параметры рабочего агента, находящегося перед машинами установки (турбинами и компрессорами) и за ними, и проверить, как в действительности будут осуществляться процессы его расширения и сжатия в машинах, спроектированных при расчетах цикла. [c.21]

Лопаточные машины (турбины и компрессоры), в которых процессы расширения и сжатия рабочего агента происходят в потоке, по массовому расходу рабочего агента существенно отличаются от поршневых машин. В последних процессы расширения и сжатия определяются движением поршня в цилиндре, т. е. целиком зависят от конструкции и условий работы машины. Объемы, описываемые поршнем, определяют, в основном, и массовые расходы рабочего агента. В лопаточных машинах массовый расход определяется термодинамическим параметром MF и целиком зависит от хода процесса расширения или сжатия, поэтому конструкция машины должна быть подчинена этой зависимости. [c.21]

Каждый специалист в области лопаточных машин прежде всего должен усвоить физический процесс обмена кинетической энергией между ротором и потоком. Указанный обмен происходит в проточной части машины и газодинамика должна вскрыть физическую суш,ность данного процесса. Здесь весьма существенно установить влияние физических свойств рабочего агента, особенно его вязкости и текучести, на характер энергообмена, определить активное и реактивное взаимодействие потока с лопаточным аппаратом, вскрыв роль того и другого, выяснить смысл и физическое влияние на энергообмен степени реакции в ступени турбины и компрессора. [c.159]

Приведены требования к автомобильным двигателям с турбонаддувом, рассматриваются вопросы совершенствования их конструкции и рабочего процесса, совместная работа двигателя и автомобиля, меры по регулированию двигателя, результаты экспериментальных исследований и доводки автомобильных двигателей, а также конструкции автомобильных турбокомпрессоров, методика расчета ступеней турбины и компрессора на ЭВМ. [c.221]

При изготовлении заготовок рабочих и направляюш их лопаток газовых турбин и компрессоров, а также сегментов сопел паровых турбин и рабочих колес насосов целесообразно использовать процессы точного литья по выплавляемым моделям. [c.78]

Обратимые процессы, совершаемые рабочим телом в турбине и компрессоре, изоэнтропные реальные же процессы, сопровождающиеся трением, необратимы это процессы 3—4д и I—2д. [c.151]

Газ, прошедший через рабочие органы турбины и выброшенный в окружающую среду, имеет более высокую температуру, чем воздух, поступающий в камеру сгорания после сжатия в компрессоре. Это дает возможность усовершенствовать работу установки путем использова-иия теплоты уходящих газов для предварительного подогрева воздуха перед подачей его в камеру сгорания. Процесс этот называется регенерацией. [c.210]

В турбине И компрессоре газотурбинного агрегата рабочее тело движется через сопла и каналы между лопатками с большими скоростями. Это вызывает большое трение и вихре-образование, в результате чего часть кинетической энергии необратимо переходит в тепловую. Вследствие этого в конце расширения и в конце сжатия состояния газа в действительности будут не те, что в идеальном цикле, состоящем только из обратимых процессов. [c.77]

Он существенно отличается от выпущенного ранее (А. С. Орлин и др. Двигатели внутреннего сгорания. Рабочие процессы в двигателях и их агрегатах , Т. 1, изд. 2-е, М., Машгиз, 1957) в связи с изменением учебных планов и программ специальности. Данный курс имеет следующие особенности. В основу положено рассмотрение рабочего цикла комбинированного двигателя внутреннего сгорания, состоящего из комплекса компрессионных и расширительных машин (поршневого двигателя, газовых турбин и компрессоров) и устройств для подвода и отвода теплоты (холодильников, теплообменников, камер сгорания), объединенных общим рабочим телом, совершающим единый рабочий цикл. Рабочий цикл обычного поршневого двигателя внутреннего сгорания рассматривается как частный случай цикла комбинированного двигателя, состоящего из одного поршневого двигателя. Изложение теории двигателей с внутренним и внешним смесеобразованием проводится параллельно. [c.5]

Принципиальной особенностью протекания рабочего процесса в комбинированных двигателях второй группы (рис. 83) является равенство чисел оборотов и мощностей турбины и компрессора и отсутствие жесткой связи между числами оборотов валов поршневой части и турбокомпрессора. Другие условия протекания рабочего процесса такие же, как и в двигателях с механической связью. [c.224]

Замедление роста цикловых подач топлива, безусловно, приведет к чрезмерной затяжке переходного процесса, так как быстрое увеличение частоты вращения ротора турбокомпрессора возможно только при быстром увеличении теплосодержания газов перед турбиной за счет роста температуры и давления перед турбиной. Увеличение давления газов перед турбиной в переходном процессе, особенно при системе наддува с постоянным давлением в выпускном коллекторе, происходит медленно, так как зависит от давления и расхода наддувочного воздуха, а для их увеличения требуется в свою очередь увеличение частоты вращения ротора турбокомпрессора. Тот факт, что турбина и компрессор работают при переходных процессах на нерасчетных режимах, а следовательно, с низкими к. п. д., усугубляет замедление роста давления наддува. В то же время низкий коэффициент избытка воздуха определяет значительный рост температуры газов перед турбиной и увеличение давления перед турбиной, опережающее рост jOg, что ведет к уменьшению отношения pjp т, а в результате к ухудшению рабочего процесса за счет ухудшения продувки и уменьшения вихревого движения в цилиндре. Радикального улучшения качества переходных процессов только за счет связи топливоподачи с давлением наддува без мероприятий по улучшению воздухоснабжения достигнуть невозможно. Более перспективно направление, предусматривающее регулирование с двумя управляющими воздействиями на рейку топливного насоса и величину заряда в цилиндрах двигателя. [c.258]

НИИ является количественное регулирование, когда температура и давление сохраняются неизменными, а необходимая мощность находится в зависимости только от величины расхода рабочего тела. В газотурбинных установках такое регулирование осуществить не удается, и это связано прежде всего с тем, что кривая максимальной расчетной температуры даже при сравнительно небольших отклонениях по мощности пересекает линию помпажа. В результате получение частичных мощностей достигается изменением всех параметров процесса и линия рабочих режимов сходна с кривой точка В рассматривается как режим холостого хода. Следует иметь в виду, что режим холостого хода имеет определенный смысл только при жесткой связи турбины и компрессора, когда эффективная мощность на валу равна или весьма близка к нулю. [c.368]

Рассмотрим здесь рабочие процессы идеальной турбины и идеального компрессора более подробно и с этой целью познакомимся сначала с турбиной. [c.88]

Основными конструктивными элементами ТВД (рис. 6.4, а) являются вал воздушного винта 1, редуктор 2, воздухозаборник 3, компрессор 4, камера сгорания 5, турбина 6 и реактивное сопло 7 (выходное устройство в турбо-вальных ГТД). Рабочий процесс в ТВД принципиально не отличается от процесса в ТРД, однако в ТВД основная часть свободной энергии турбины используется для получения тяги винта. Перепад давлений в реактивном сопле значительно меньше, чем в ТРД, поэтому скорости истечения сравнительно невелики и реактивная тяга составляет всего от 10 до 25 % общей. [c.261]

Рабочий процесс в ГТУ происходит следующим образом. Воздух из окружающей среды через фильтры засасывается воздушным компрессором 2, адиабатно сжимается до требуемого давления и подается в камеру сгорания 5. В нее же подается топливо. Продукты сгорания при расчетной температуре, которая регулируется количеством воздуха, подаваемого в камеру сгорания, поступают к соплам газовой турбины. В них энергия в процессе расширения преобразуется в кинетическую энергию истекающих из сопел струй. Струи попадают на лопатки рабочего колеса турбины, где кинетическая энергия газа преобразуется в механическую (во вращение вала). [c.207]

Как мы уже говорили, изобретение № 166202 еще не осуществлено в металле. Но изобретатели успели подметить некоторые его слабые стороны и нашли способ их устранить. Дело в том, что газовая постоянная увеличивается не только при нагреве перед турбиной в результате диссоциации, но и при сжатии в компрессоре. Газа как бы становится больше, и на его сжатие приходится затрачивать больше работы. При расширении в турбине — картина обратная. Эти обстоятельства несколько снижают к.п.д. двигателя. Чтобы избавиться от таких нежелательных явлений, нужно весь процесс сжатия и расширения тоже производить при постоянной температуре, изотермически. Но как раз так и происходит в двигателе внешнего сгорания—двигателе Стирлинга. Поэтому именно в нем целесообразнее всего использовать диссоциирующее рабочее тело, например треххлористый алюминий или смесь метана с углекислым газом (авторское свидетельство № 213039). [c.274]

В связи с увеличением числа компрессоров целесообразно каждый компрессор приводить от своей турбины, что в сложных схемах вполне выполнимо, если учесть увеличение степени расширения рабочего агента в цикле и разбить процесс расширения между последовательно работающими отдельными турбинами. Создание турбокомпрессорных агрегатов в такой сложной конструктивной схеме установки позволяет спаривать любой компрессор с любой турбиной и получать множество вариантов схемы, каждый из которых будет иметь свои преимущества и свои недостатки. [c.157]

Проблема обеспечения вибрационной прочности рабочих колес, которые являются наиболее напряженными элементами конструкции турбомашин, широко освещена в литературе. Вместе с тем она не теряет своей остроты. Это вызвано быстрым темпом развития конструкций, который сопровождается постоянным ростом интенсивности процессов, происходящих в них, при общем повышении требований к надежности и ресурсу. Время и средства, затрачиваемые на обеспечение надежности рабочих колес вновь создаваемых компрессоров н турбин, занимают значительное место в общем балансе времени и средств, идущих на их доводку и внедрение в эксплуатацию. [c.3]

Теория тепловых процессов, протекающих в камерах двигателей, цилиндрах компрессоров и вакуум-насосов, на лопатках турбин и в соплах ракет, а также во многих других машинах, агрегатах и приборах, состояние рабочего тела которых изменяется в результате сжатия, расширения, истечения или сгорания,описывается формулами, в которые входят переменные функции, возведенные в степени. [c.4]

Установившимися или равновесными называются такие режимы ГТД, при которых число оборотов ротора и все параметры рабочего процесса не изменяются во времени. Для реализации установившегося режима необходимо, чтобы мощность турбины tVt двигателя равнялась мощности, потребной для вращения с заданным числом оборотов компрессора и вспомогательных агрегатов N , т. е. = Л к- Это обеспечивается подачей постоянного количества топлива в камеру сгорания двигателя, необходимого для поддержания данного равенства. [c.213]

Развитию газотурбинных двигателей, кроме улучшения аэродинамики проточной части, способствовало повышение параметров рабочего процесса температуры газа перед турбиной и степени повышения давления воздуха в компрессоре Я (отношение давления воздуха за компрессором к давлению перед компрессором). [c.9]

Пример 18-4. Определить термический к. п. д. идеального цикла ГТУ, [)аботающей с иодиодом теплоты п Л1 р onst, а также тер-МИЧССКП11 к. п. д. действительного цикла, т. е. с учетом необратимости процессов расширения и сжатия в турбине и компрессоре, если внутренние относительные к. п. д. турбины и компрессора равны 1]турб == 0,88 и tIkom = 0,85, Для этой установки известно, что Л =-= 20° С, степень повышения давления в компрессоре Р =6 температура газов перед соплами турбины ts = 900° С. Рабочее тело обладает свойствами воздуха, теплоемкость его постоянна, показатель адиабаты принять равным /г -= 1,41. [c.295]

По характеру рабочего процесса различают активные и реактивные лопатки турбин и компрессоров (центробежных и осевых) по форме — лопатки с постоянным по длине и переменным профилем (закрученные или винтовые) по способу сопряжения друг с другом — лопатки с утолщ,енным хвостом и лопатки с промежуточными телами по роду рабочего тела — лопатки паровых турбин, газовых турбин и компрессоров по температурному режиму — лопатки неохлаждаемые и охлаждаемые по способу изготовления — [c.27]

Турбовинтовые двигатели (ТВД) и турбовальные двигатели, имеют рабочий процесс, сходный с рабочим процессом ТРД, и отличаются тем, что у них расширение газа в турбинах происходит до давления, близкого к атмосферному, поэтому суммарная мощность их турбин превышает потребную для привода компрессора газогенератора. Этот избыток мощности передается на вал двигателя и затем используется для вращения воздушного винта самолета, несущего винта вертолета или для каких-либо других целей. Согласование частот вращения выходного вала двигателя и воздушного винта здесь обычно требует применения редуктора, что утяжеляет конструкцию и усложняет эксплуатацию силовой установки. По этим причинам, а также в связи с потребностью дальней- [c.12]

При газотурбинном наддуве получается комбинированный двигатель, состоящий из поршневой части, газовой турбины и компрессора. В автомобильных и тракторных двигателях применяют турбокомпрессоры с постоянным давлением газов перед турбиной. Прототипом рабочего процесса комбинированного двигателя является теоретический цикл, изображенный на рис. 16. Цикл a z zba осуществляется в поршневой части двигателя, а цикл afgla —в турбокомпрессоре. Теплота Qt. отводимая при V = onst в цикле поршневой части двигателя (линия 6а), подводится при постоянном давлении в турбокомпрессорном цикле (линия af). Далее в газовой турбине осуществляется продолженное расширение по адиабате (кривая fg), отвод теплоты Q2 при постоянном давлении (линия gl) и адиабатическое сжатие в компрессоре (линия 1а). [c.34]

В турбокомпрессоре мощность, развиваемая турбинным колс-сом, расходуется на сжатие воздуха в компрессоре. Уравнение баланса мощности турбины и компрессора будет Ыт—Ык. Используем это уравнение для установления связей между давлением газа перед турбиной и давлением воздуха после компрессора. Выразим значения Ыг и Ык из соотношений рабочих процессов лопаточных машин при секундных расходах воздуха Ск и продуктов сгорания От [c.181]

При работе двигателя по нагрузочной характеристике фактором внешнего воздействия на его рабочий процесс является только количество топлива или смеси, поступаюш,их в цилиндр за цикл. В дизелях это сопровождается изменением продолжительности подачи и в большинстве случаев давления впрыска и мелкости распыливания топлива. В двигателях с газотурбинным наддувом изменяется также количество и состоянрге поступающего в дизель воздуха или смеси и газа, идущего в турбину, в результате чего изменяются коэффициент избытка воздуха и условия смесеобразования, Следствием этого является изменение рабочего процесса дизеля, турбины и компрессора (если последний объединен с турбиной в составе турбокомпрессора), что и обусловливает изменение мощности и удельного расхода при работе двигателя по нагрузочной характеристике. [c.298]

Идеализированный бинарный цикл ГТУ (рис. 11.12) состоит из двух частей. Цикл ГТУ с подводом теплоты при р = idem и с утилизацией теплоты отработавших в газовой турбине продуктов сгорания изображен линиями I—II—III—IV—IV —I. На диаграмме I—II — адиабатное сжатие воздуха в компрессоре II—III — изобарный подвод теплоты к газообразным продуктам сгорания III—IV — адиабатное расширение продуктов сгорания в газовой турбине I—IV — изобарный отвод теплоты, в том числе IV—IV — в экономайзере. Количество теплоты, отведенное на участке IV—IV, затрачивается на подогрев питательной воды в цикле Ренкина. Нижняя часть данного бинарного цикла представляет собой обычный цикл Ренкина перегретого пара — линии 1—2—3—5—5 —4—6—1. На диаграмме 1—2— адиабатное расширение пара в паровой турбине 2—3 — отвод теплоты в конденсаторе и конденсация пара 3—5 — повышение давления в насосе 5—5 — подвод теплоты к питательной воде в экономайзере 5 —4—6—1 — процессы парообразования и перегрева пара в парогенераторе за счет теплоты продуктов сгорания топлива. Считаем, что в пароводяной части цикла, т. е. в цикле Ренкина, 1 кг рабочего тела, а в цикле ГТУ — m кг рабочего тела. [c.174]

Газотурбинные установки на органическом топливе. ГГТУ на органическом топливе работают, как правило, по открытому циклу (рис. 4.21). Действительные процессы, составляющие цикл, происходят с тепловыми, гидравлическими и механическими потерями, рабочее тело (воздух в компрессоре и продукты сгорания в турбине) нельзя считать идеальным газом, химический состав рабочего тела изменяется при [c.202]

Рабочие процессы, протекающие во внутреннем контуре ТРДД, подобны процессам в ТРД, а следовательно, подобны и их термодинамические циклы. Отличие рабочих процессов заключается в том, что на 5 Т-диаграмме цикла ТРД (см. рис. 6.3, а) между точками в и к появляется лишь одна дополнительная точка кц, соответствующая концу процесса сжатия в вентиляторе, мощность турбины затрачивается не только на привод компрессора, но и на привод вентилятора. [c.262]

В ЛГУ рабочие процессы парогенераторов, газовых турбин и воздушных компрессоров неразрывно связаны и изменение в работе одного агрегата приводит к изменениям параметров всех остальных агрегатов. Лоэтому тепловой баланс парогенератора вытекает из теплового баланса всей установки. Тепловой баланс парогенератора составляется на единицу расхода топлива в виде уравнения [c.189]

В р, у-диаграмме на рис. 10-13 процесс 1-2 представляет собой сжатие воздуха в компрессоре (как показано в 7-9, процесс сжатия в компрессоре может быть адиабатным, изотермическим или политронным). По изобаре 2-3 к рабочему телу подводится тепло (этот процесс соответствует сгоранию топлива в камере сгорания). Далее рабочее тело (в действительном цикле — это воздух и продукты сгорания) адиабатно расширяется в сопловом аппарате турбины и отдает работу турбинному колесу (5- ). Изобарный процесс 4-1 соответствует выходу отработавших газов из турбины. [c.331]

Холодильные установки работают но обратному тепловому циклу, состоящему из процесса сжатия рабочего тела (воздуха), изобарного охлаждения, процесса расширения в детандерной турбине и, наконец, изобарного подвода тепла. При этом работа компрессора значительно превышает работу турбины и для выполнения обратного кругового цикла необходимо затрачивать дополнительную работу какого-либо внешнего двигателя. [c.30]

По характеру звука (изменению его тона), шумам можно судить о работе двигателя. Источниками звуковых явлений служат струя горячих газов, выходящая из реактивного сопла (частота колебаний которой может находиться в диапазоне 75—13 ООО гц), воздушный винт у ТВД, срабатывание элементов механизации двигателя, компрессор, турбина, редукторы. Такие звуковые явления, как стук, скрежет, скрип, особенно хорошо прослушиваемые фонендоскопом или стетоскопом при работе двигателя на земле, слышимые при неизменных зна- 1ениях рабочих параметров, указывают на возникновение процесса разрушения внутренних деталей двигателя (шестерен или подшипников редукторов, подшипников опор ротора, лопаток компрессора или турбины и др.). Резкое изменение шума, периодическое возникновение хлопков и ударов свидетельствует (наряду с падением числа оборотов ротора и тяги, резким ростом температуры ti) о возникновении помпажа компрессора. [c.224]

Параметрами рабочего процесса, определяющими в авиационном газотурбинном двигателе эффективность рабочего процесса, являются суммарная степень повышения давления воздуха в двигателе ir j, и температура газа перед турбиной Г, а также КПД узлов (вентилятора, компрессора и турбины) и потери давления в элементах (входном устройстве, камере сгорания и выходном устройстве) двигателя. Для двигателей с форсажем параметром рабочего процесса является также температура газа в форсажной камере Т . Для ДТРД параметром рабочего процес- [c.11]

Двигатели выполняются с высоконапорными одновальными или двухвальными компрессорами, имеющими малое число ступеней с регулируемыми направляющими аппаратами нескольких ступеней, и с эффективными охлаждаемыми турбинами. Наиболее современные двигатели имеют пять опор роторов при двухвальной схеме. Эти ДТРДФ выполнены по схеме со смешением воздушного и газового потоков и форсированием после смешения. Сочетание этих особенностей с высокими параметрами рабочего процесса вместе с оптимизацией конструктивно-технологических решений обеспечивают чрезвычайно малую удельную массу двигателей (-сдв = 0,0135ч-0,012 кг/Н). [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...