Лопатки компрессоров низкого и высокого давления

Лопатки компрессоров низкого и высокого давления [c.588]

В двухкаскадных компрессорах роторы низкого и высокого давления можно располагать последовательно (см. рис. 3.4, б) и концентрично (см. рис. 3.4, в), когда роторы вращаются в противоположные стороны и лопатки одного являются направляющими лопатками для другого. Осуществление такой конструктивной схемы компрессора связано с большими конструктивными трудностями. [c.54]

Компрессор низкого давления имеет 14 ступеней, компрессор высокого давления — 15. Роторы их одинаковой конструкции и сделаны из поковок хромистой стали. Лопатки компрессоров изготовлены из нержавеющей стали и крепятся в Т-образных пазах. [c.39]

Двухступенчатая турбина высокого давления охлаждается воздухом, отбираемым из выпускного патрубка компрессора (рис. 4-23). Кованые рабочие лопатки не имеют бандажа и крепятся в осевые пазы елочного типа. Так же как и в компрессоре, направляющие лопатки сделаны точным литьем и набраны в кольца. Кольца крепятся в корпусе радиальными штифтами, которые дают возможность им свободно расширяться. Турбина низкого давления имеет подобную конструкцию. Срок службы турбин 100 000 часов. [c.144]

Вентилятор двигателя не имеет ВНА, конструкция вентилятора позволяет заменять ступени непосредственно на самолете, а поврежденные лопатки с помощью электронно-лучевой сварки могут быть вырезаны и заменены новыми. Компрессор низкого давления для увеличения запаса устойчивости снабжен клапанной системой перепуска воздуха. От ротора компрессора высокого давления отбирается мощность на коробку передач. Камера сгорания— компактная, кольцевого типа, с испарительными форсунками. Турбина высокого давления имеет большую нагрузку на ступень и эффективно охлаждается. Турбина среднего давления также охлаждаемая. Турбина вентилятора неохлаждаемая, уста- [c.108]

Основным термодинамическим циклом газотурбинной установки является цикл, состоящий из адиабатического сжатия, подвода тепла при постоянном давлении и адиабатического расширения. Большое количество избыточного воздуха, необходимое для поддержания на сравнительно низком уровне максимальной температуры газа, поступающего на лопатки турбины, является причиной низкого отношения величины полезной работы газовой турбины к величине доли ее работы, затраченной на привод компрессора. В то же время благодаря высокой степени сжатия воздуха в компрессоре его температура на выходе из компрессора сравнительно высока, что ограничивает возможность введения большого количества тепла с подаваемым в камеру сгорания топливом, чтобы не превысить допустимое значение температуры газа перед турбиной. Так, при температуре газа на входе в турбину 815° С с увеличением степени сжатия компрессора от 2 до 4 (при коэффициенте полезного действия как турбины, так и компрессора равном 80%), значение условного коэффициента полезного действия на валу газотурбинного двигателя снижается с 51,1 до 42,3%. [c.200]

Лопатки компрессоров низкого и высокого давления двигателей (КНД и КВД) изготавливают из сплавов ВТЗ-1, ВТ8 и ВТ9. Их повреждение в эксплуатации может происходить при различной наработке, поскольку большая часть случаев разрушения лопаток обусловлена попаданием посторонних предметов. Процесс роста трещины после нанесения на лопатки повреждений реализуется, как правило, в области многоцикловой усталости. Поэтому основными параметрами рельефа излома, по которым можно судить о длительности процесса роста трещины, являются усталостные макролинии. В зависимости от того, каким образом и сколько раз за полет лопатка подвергается кратковременному воздействию резонансных нагрузок, можно наблюдать различную геометрию усталостных линий, морфологию рельефа излома между линиями и последовательность формирования блоков усталостных линий на разных этапах подрастания трещины. Различия в морфологии рельефа излома имеют существенную неоднородность от лопатки к лопатке, поскольку сечение разрушения не имеет строгой упорядоченности относи- [c.588]

Из титановых сплавов изготавливаются столь ответственные изделия, как втулки несущего винта вертолетов типа S-65, валы шасси и т. п Весьма широкое применение нашли титановые сплавы для изготовления компрессорной части газотурбинных двигателей. Из сплавов типа Ti—6А1—4V, Ti—8А1—10V, Ti—8А1—IMq—IV производят диски и лопатки компрессоров низкого и высокого давления и температур до 400 С. Для более высоких температур перспективными считаются высокоалюмини-стые сплавы типа Ti—20А1—2V, а также недавно разработанные [c.233]

Проектирование вентиляторов и компрессоров низкого и высокого давления современных ГТД сопровождается трудностями, присущими созданию авиационного осевого компрессора с высокой степенью повышения давления в ступени при высоком КПД и необходимом запасе устойчивости при работе в напорной системе двигателя. При этом одним из основных путей снижения массы и габаритных размеров авиационного компрессора является уменьшение его внешнего диаметра и числа ступеней. Применение трансзвуковых и сверхзвуковых ступеней позволяет при увеличенных значениях осевой скорости и относительной скорости потока (Мш1 = набегающего на рабочие лопатки, существенно увеличить удельную производительность, т. е. расход воздуха через площадь проходного сечения колеса, или увеличить степень повышения давления в ступени, т. е. уменьшить число ступеней. Специальным профилированием лопаток и рациональной организацией течения в межлопаточных каналах, а также применением повышенных по сравнению с дозвуковыми ступенями коэффициентов нагрузки можно достигнуть высоких значений КПД таких ступеней. В целом трансзвуковые и сверхзвуковые компрессорные ступени благодаря повышенным значениям коэффициентов нагрузки, специально спроектированным профилям и высоким окружным скоростям при использовании их в качестве первых ступеней вентилятора ДТРД или компрессора низкого давления ТРД могут обеспечить степень повышения давления = 1,4-ь1,8. [c.45]

Компрессоры низкого и высокого давления — семиступенчатые. Корпуса компрессоров — кованые, из нержавеющей стали, непробиваемые при обрыве рабочей лопатки. Между компрессорами располол4ен промежуточный корпус, в котором установлены упорные подшипники роторов (сдвоенные шарикоподшипники), а также узлы передачи к агрегатам. За компрессором высокого давления установлен корпус диффузора камеры сгорания, являющийся силовым узлом, на котором установлены цапфы подвески двигателя. [c.137]

В одноконтурных двигателях (ТРД, ТРДФ, ТВД и турбовальные) компрессор может быть однокаскадным (однороторным) (рис. 3.4, а) и двухкаскадным (двухроторным) (рис. 3.4, б, в). При использовании однокаскадного компрессора для обеспечения необходимой газодинамической устойчивости на всех режимах работы двигателя требуются сложные средства управляемой механизации для регулирования расхода воздуха. Для этой цели используют поворотные лопатки 3, 5, 6, 7 (рис. 3.5 см. рис. 3.55), а также перепуск воздуха через клапан и с помощью ленты перепуска (рис. 3.6). При применении двухкаскадного компрессора (рис. 3.4, б) специальных средств механизации, как правило, не требуется, так как вращение роторов низкого и высокого давлений с разными скоростями (скольжение роторов) обеспечивает необходимое регулирование и, следовательно, газодинамическую устойчивость двигателя. Однако в двухкаскадном компрессоре увеличивается число опор ротора по сравнению с однороторным. Это может несколько снизить его надежность, так как опоры являются сложными и ответственными элементами, влияющими на безотказность работы двигателя. [c.54]

Эксплуатация по техническому состоянию с использованием средств технической диагностики (специальных датчиков, эндоскопов и других) позволяет более полно использовать заложенные ресурсы при сохранении требуемой безопасности. Для этого компрессор должен быть контролепригоден и иметь модульную конструкцию, позволяющую заменять вентилятор или его лопатки, компрессоры среднего, низкого и высокого давления непосредственно в эксплуатации. [c.59]

В центробежной ступени эффект сжатия может быть существенно выше и характеризуется величинами я = 3 5. В последние годы в связи с ростом термодинамических параметров газотурбинных двигателей осуществляются Як = 12 15 и более. Это практически недостижимо для дозвуковых осевых компрессоров, так как лопатки получаются очень малой высоты и к. п. д. компрессора довольно резко снижается. В этих случаях либо применяют двухкаскадные конструкции с различными частотами вращения отсеков низкого и высокого давления, либо выполняют осецентробежный компрессор, т. е. последовательно соединяют осевые и центробежные ступени. [c.359]

Из перечисленных ранее охлаждающих агентов наиболее перспективным представляется водяной пар прежде всего потому, что он уже имеется в цикле (служит рабочим телом в нижней ступени), таким образом, выполняя и роль охлаждающего агента, он не увеличивает числа рабочих тел, используемых в цикле. Кроме того, для охлаждения он применяется в таких состояниях, при которых, как это будет видно во второй части курса, может быть получена хорошая теплопередача и наконец, охлаждая поверхности газовой турбины, он расширяется и совершает при этом работу. Отмеченные преимущества водяного пара проявляются в разработанном группой работников Центрального котлотурбинного института им. Ползунова (ЦКТИ) и Ленинградского политехнического института (ЛПИ) цикле, который назван ими газопаровым, так как большая часть мощности в отличие от парогазового цикла здесь падает на долю газовой турбины. Этот цикл представлен на рис. 4-39. Пути рабочих тел (продуктов сгорания и водяного пара) в цикле таковы. Атмосферный воздух поступает сначала в компрессор низкого давления (КНД), а затем в компрессор высокого давления (КВД). При давлении в 9,2 ат сжатый воздух поступает в камеру сгорания (КС), в которую подается жидкое или газообразное топливо. Получающиеся при горении продукты сгорания при t = 1 200 °С поступают в высокотемпературную газовую турбину (ВТГТ), лопатки которой и другие части, соприкасающиеся с газом [c.201]

С увеличением скорости полета наступает затяжеление каскада компрессора низкого давления (растут углы атаки на лопатках и как следствие увеличиваются степень сжатия и работа компрессора низкого давления) и облегчение каскада компрессора высокого давления (уменьшаются углы атаки на лопатках и как следствие снижаются значения тг вд /-квд)-В соответствии с этим линии рабочих режимов компрессора низкого давления (КПД) и компрессора высокого давления (КВД) деформируются, отклоняясь от направления, которое они занимали бы, если бы ТРД состоял только из турбокомпрессора [c.63]

Недостатком этой схемы Двигателя является невысокая окружная скорость лопаток компрессора низкого давления даже при больших сверхзвуковых скоростях в периферийном сечении лопаток вентилятора. В результате этого напорность ступеней компрессора низкого давления невелика и для получения заданных параметров компрессора требуется большое число ступеней. Кроме того, сверхзвуковые скорости на лопатках вентилятора снижают эффективность его работы. Для двигателей этой схемы также характерно применение регулируемых нанравляю-Ш.ИХ аппаратов или перепуска воздуха в компрессоре высокого давления. Например, в ДТРД JT8D применяются автоматические клапаны перепуска воздуха при запуске и выходе двигателя на режим. [c.40]

Двигатель Спей 25 имеет kIj.=21,2 при m 0,7, выполнен по двухвальной схеме со смешением потоков. В двигателе вентилятор служит и компрессором низкого давления, наддувая компрессор высокого давления. Вентилятор двигателя пятиступенчатый, приводится двухступенчатой турбиной, компрессор двенадцатиступенчатый, приводится двухступенчатой турбиной высокого давления, первая ступень которой и сопловые лопатки второй ступени охлаждаемые. По мнению специалистов фирмы Роллс-Ройс , отбор воздуха на охлаждение турбины приводит к ухудшению удельного расхода топлива двигателя примерно на 0,5%. Камера сгорания ДТРД Спей 25 — трубчато-кольцевого типа, имеет десять жаровых труб. За турбиной двигателя установлен смеситель, в котором поток воздуха внешнего контура смешивается с потоком газа внутреннего контура и истекает из сужаю-ш,егося нерегулируемого реактивного сопла. Двигатель имеет также устройство реверсирования тяги и шумоглушитель. [c.112]

ДТРД Ларзак 04 является современным двухвальным двигателем малой тяги и характеризуется малым числом ступеней турбовентилятора и турбокомпрессора. Двухступенчатый вентилятор приводится одноступенчатой турбиной вентилятора, четырехступенчатый компрессор высокого давления приводится одноступенчатой охлаладаемой турбиной компрессора. Кольцевая камера сгорания с испарительными форс нками обеспечивает низкий уровень выделения дыма и загрязняющих веществ. Двигатель имеет систему уравновешивания осевых сил с наддувом передней полости ротора компрессора и сложной разветвленной системой охлаждения турбины. Он имеет высоконапорный вентилятор (я е =2,2) с длинными рабочими лопатками без антивибрационных полок, но с шарнирными замками крепления. В двигателе применены минимизация радиального зазора в турбине высокого давления на различных режимах эксплуатации с помощью регулируемого обдува воздухом корпуса турбины и ряд других оригинальных конструктивных решений. [c.121]

На одном валу с вентилятором установлены три-подпорные компрессорные ступени. За последней ступенью имеются регулируемые створки для перепуска воздуха при низких частотах вращения. Газогенератор двигателя имеет девятиступенчатый компрессор высокого давления, ВНА и направляющие аппараты первых трех ступеней которого выполнены с регулируемыми лопатками. Запас по помпажу в компрессоре предполагается большим, чем в любом более раннем по времени создания ДТРД. Рабочие лопатки компрессора можно заменять, не разбирая ротор. [c.170]

Другим путем совершенствования перспективных двигателей является применение в конструкции силовой установки новых материалов, и в том числе композиционных. Первоначально такие композиционные материалы, как борные и углеродные волокна в полимерной или дуралюминовой матрице, будут, вероятно, применяться в относительно холодных узлах и элементах двигателя (например, лопатки вентилятора и компрессора низкого давления, панели мотогондолы и т. д.). Затем композиционные материалы с более высокими характеристиками (волокна бора и окиси алюминия в матрицах из титана, никеля и ниобия, а также эвтектические сверхсплавы с направленной кристаллизацией) станут использоваться в горячих узлах и элементах двигателя. Применение стальных сплавов в конструкции двигателей будет постепенно уменьшаться, а вместо них увеличится доля сплавов на основе титана и никеля [13]. Многие иностранные фирмы предполагают также использование теплозащитных покрытий, жаростойких и легких керамических материалов в конструкции турбины двигателя, в частности для сопловых лопаток. [c.219]

Фильтрация воздуха, в целом уменьшающая вредное действие атмосферной пыли на оборудование и способствующая сохранению лучшего состояния и показателей ГТУ, уменьшению износа и объема ремонтных работ, не предотвращает образования отложений в проточной части. Даже при допустимом по ОСТ 24,022.08 содержании лыли на входе в компрессор не более 0,3 мг/м через проточную часть ГТ-100 за 100 ч работы проходит до 40 кг пыли. Наибольшее влияние на мощность ГТУ оказывает загрязнение и снижение показателей первых ступеней компрессоров или компрессоров низкого давления (КНД). Однако наиболее опасны загрязнения компрессоров высокого давления (КВД), особенно в тех случаях, когда запасы устойчивости от помпажа КНД невелики. Да же при сильном загрязнении проточной части, снижающем к. п. д. на несколько процентов, иа лопатках отлагается не более 1—2 кг пыля. Это свидетельству [c.176]

Компрессор состоит (рис. 2.55) из трехступенчатого ротора низкого давления (вентилятора) 1, лопатки которого изготовляются из титанового сплава, и 8-ступенчатого компрессора высокого давления 2. Вентилятор не имеет направляющего аппарата, и передний подшипник расположен после вентилятора, т. е. вентилятор установлен кон-сольно. Скорость потока на периферии рабочих лопаток вентилятора сверхзвуковая и соответствует М=1,3. Рабочие лопатки всех трех ступеней вентилятора имеют проти-вовибрационные полки. Лопатки рабочего колеса 1-й ступени вентилятора толще лопаток других ступеней и с большей толщиной передней кромки для большей устойчивости при ударе о них попадающих на вход в двигатель посторонних предметов (частиц бетона, грунта и др.). Корпус вентилятора изготовлен из титанового сплава. За последней ступенью вентилятора отбирается воздух низкого давления для охлаждения газовой турбины, вентиляции двигательного отсека и для охлаждения подшипников задних поворотных сопел. [c.159]

Прогресс в области создания новых конструкций турбореактивных двигателей лимитируется рядом факторов, и в том числе способностью лопаток компрессора работать при тяжелых усло виях нагружения. Лопатки компрессора подвержены различного рода вибрациям. Один из видов вибрации — так называемый срывной флаттер —это явление, сходное по своей природе с эффектом, показанным на рис. 34 регулярный отрыв вихрей здесь не играет роли). И вообще создание плавного течения жид1<ости из области низкого давления в область высокого давления (а в этом и состоит назначение компрессора) — задача достаточно сложная, так как жидкость вместо того, чтобы спокойно течь но предназначенным для нее каналам, обнаруживает тенденцию отрываться от поверхностей, образуя при этом зоны с беспорядочно движущимися вихрями. [c.107]

Двигатель СР 6-50А имеет общий расчетный ресурс узлов и деталей 12 000—30 ООО ч. Двигатель имеет одноступенчатый вентилятор со штампованными титановыми лопатками и встроенным трехступенчатым компрессором низкого давления с 12 створками перепуска. Компрессор высокого давления 14-ступенчатый (воздух для самолетных систем отбирается от десятой ступени). Камера сгорания двигателя СР 6-50А короткая кольцевая с 30 осевыми завихри-телями. Турбина высокого давления двухступенчатая с охлаждае- [c.85]

I — трехступенчатый вентилятор 2 — восьмиступенчатый компрессор 3 — камера сгорания 4,5— турбина высокого и низкого давления 6 — задние поворотныз-сопла 7 — передние поворотные сопла 8 — направляющие лопатки [c.158]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...