Параметры компрессоров в современных ГТД

Хотя математическая модель допускает введение любых значений параметров — температуры, давления ит. п., необходимо представлять примерные значения параметров в современных ГТУ [54]. Если начальные параметры р1 и tl — это параметры окружающей среды, определяемые климатическими условиями, то температура газа перед турбиной tз определяется жаростойкостью сталей. В ранних конструкциях ГТУ (3=600- -700 °С, в более поздних— (з = 800 850°С. В тех конструкциях, где используется принудительное охлаждение первых ступеней турбины 3=1000-1-1150 °С, внутренние относительные КПД турбины 1]ог и компрессора 1)01 примерно одинаковы и выбираются для современных ГТУ от 0,84 до 0,90. [c.256]

Тепловая схема осевого компрессора современных энергетических ГТУ усложнена наличием нескольких отборов охлаждающего воздуха как за ступенями проточной части, так и на выходе из компрессора. Количество этого воздуха (см. гл. 4) составляет в зависимости от параметров установки 6—10% рабочего тела, что уменьшает потребляемую компрессором [c.192]

Основными параметрами, характеризующими работу центробежного компрессора, являются расход воздуха через компрессор, степень повышения давления и КПД компрессора. Применяемые в настоящее время для наддува двигателей внутреннего сгорания центробежные компрессоры имеют весьма широкий диапазон изменения этих параметров. Так, степень повышения давления меняется от 1,2 в компрессорах с приводом от вала двигателя, используемых в ряде случаев в качестве второй ступени наддува, до 3—3,5 и более в компрессорах форсированных комбинированных двигателей. В одной ступени возможно получение степени повышения давления порядка 10. В настоящее время считают целесообразным ограничивать степень повышения давления в центробежном компрессоре величиной примерно 3,5— 4,0, а при больших ее значениях переходят на двухступенчатый наддув. Окружные скорости рабочего колеса компрессоров современных комбинированных двигателей на периферии превышают 400 м/с, поэтому для обеспечения высокой прочности колеса необходимо применение высококачественных материалов. [c.114]

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ОСЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ З.ЗЛ. Параметры компрессоров в современных ГТД [c.58]

Как показали исследования, проведенные на кафедре, рекомендуемые в настоящее время величины показателей политропы конечных параметров процесса расширения газа из мертвого пространства занижены. В современных компрессорах при процессах сжатия и расширения показатели политропы конечных параметров получаются близкими к показателю адиабаты. [c.310]

Рассмотрены научно-теоретические методы исследования течений газа в решетках турбин и компрессоров, результаты исследований решеток в широком диапазоне скоростей в однофазных и двухфазных средах. Изложены современные методы экспериментальных исследований решеток, описаны приближенные методы расчета газодинамических характеристик решеток. Уделено внимание проблеме оптимизации профилей и геометрических параметров решеток применительно к конкретным условиям эксплуатации. [c.143]

Электрические системы управления устройствами] воздухозаборников предназначены для регулирования входного сечения диффузора в зависимости от режимов полета и работы авиадвигателя. Современные самолеты оборудуются в основном электрическими системами автоматического управления перемещением конуса и поворотом створок с использованием гидравлического привода. Входными параметрами, определяющими программу регулирования конуса и створок, являются скорость полета, выраженная числом М скорость вращения ротора двигателя степень повышения давления воздуха в компрессоре. [c.233]

Относительный массовый расход топлива зависит от схемы и параметров ГТД. При простых схемах без промежуточного охлаждения (ПО) компрессоров и промежуточного подогрева (ПП) в турбине и при сжигании топлива с высокой теплотой сгорания — около 40 000 кДж/кг (природный газ, жидкое топливо) массовый расход топлива составляет около 1% расхода рабочего газа, а при сложных схемах — до 2%. Утечки воздуха составляют при простых схемах около 0,5% общего расхода, а при сложных— до 1—2% из-за увеличения давления, числа корпусов и концевых уплотнений. Почти у всех современных ГТД 1—2% воздуха используется для охлаждения одной или нескольких ступеней турбины, работающих при высоких температурах. Этот воздух затем соединяется с основным потоком рабочего газа в турбине и совершает в ней полезную работу. Однако из-за более низкой его температуры и некоторого возмущения основного потока в местах смешения с воздухом мощность турбины несколько уменьшается. Влияние всех выше отмеченных факторов примерно взаимно компенсируется. [c.112]

Газотурбинные установки ГТУ, позволяющие экономично изменять частоты вращения (n = var), широко применяются для привода турбокомпрессоров как в СССР, так и за рубежом. Ими оборудованы почти все компрессорные станции магистральных газопроводов как в СССР, так и в других странах. КПД современных ГТУ по простой схеме (без промежуточного охлаждения компрессоров и регенерации теплоты) довольно высок. Так, ГНТ-25 мощностью 25 МВт, выпускаемая Невским заводом, имеет КПД на расчетном режиме около 29,4%. Проектируемая ГТН-40 мощностью 40 МВт имеет КПД 30,6%. Паротурбинные установки с начальными параметрами пара 3,5 МПа, 435° С имеют расчетный КПД на муфте с учетом собственных нужд около 27% [примерно 450 г/(кВт-ч) в зависимости от КПД котельной]. [c.229]

Проектирование современных осевых компрессоров невозможно без всеохватывающих испытаний для отработки их конструкции. На специальных стендах измеряются такие параметры, как расход воздуха на входе в компрессор и выходе из него, температура и давление за ступенями, пусковые и динамические характеристики и др. Результаты испытаний учитываются в компьютерных моделях для совершенствования конструкции (рис. 2.6). [c.46]

Остальные режимы работы компрессора являются переменными нерасчетными) из-за изменения параметров наружного воздуха и нагрузки установки. Для определения влияния режима работы компрессора на основные параметры рабочего тела используют зависимости степени повышения давления и КПД от расхода воздуха (рис. 2.9). Применяемые аналитические зависимости неточны из-за большого числа факторов, влияющих на процесс. Поэтому характеристики компрессоров строят на основании испытаний, математических моделей с использованием современных трехмерных расчетных алгоритмов и анализа существующих аналогов. Удачно разработанную конструкцию компрессора фирмы многократно совершенствуют, увеличивают масштаб габаритных размеров ступеней, добавляют нулевые и дополнительные ступени и т.д. [c.48]

Конструктивная кинематическая схема ГТУ зависит от параметров термодинамического цикла Брайтона, наличия промежуточного охлаждения воздуха, ступенчатого сжигания топлива, применения регенеративного подогрева циклового воздуха и др. На рис. 4.3 приведены варианты таких схем ряда современных энергетических ГТУ. Простое техническое решение (рис. 4.3, а) основано на наличии общего ротора у компрессора и ГТ (см. также рис. 2.1 2.3). Конструкторы таких установок по возможности отказываются от промежуточного подщипника и разделения валов компрессора и ГТ для упрощения конструкции ГТУ. Использование отработанной конструктивной схемы компрессора и обеспечение соответствующих параметров сжимаемого в нем воздуха связаны в определенных случаях с применением силовых агрегатов с высокой частотой вращения (и = 5000—10 ООО об/мин) и установкой редуктора для подключения электрогенератора (рис. 4.3, б). [c.87]

Выполнение современных компрессоров с ВНА и ПНА в определенных условиях дает значительное преимущество по экономичности ГТУ и при частичной нагрузке улучшает показатели работы при изменении параметров наружного воздуха, позволяет не допустить режимы неустойчивой работы компрессора, облегчает запуск установки. [c.197]

Теплопадение и экономичность промежуточных ступеней паровой турбины с изменением нагрузки не остаются постоянными вследствие изменения начальных параметров рабочего тела и, прежде всего, его температуры. В лучших условиях находятся те паровые турбины, которые работают в тепловых схемах ПГУ с современными ГТУ, снабженными входными направляющими аппаратами первых ступеней компрессора. Параметры выходных газов таких ГТУ в широком диапазоне изменения нагрузки и при изменении температуры наружного воздуха меняются незначительно, что способствует сохранению начальной температуры пара перед паровой турбиной и экономичности промежуточных ступеней. [c.322]

При переходе к частичным нагрузкам целесообразно так организовать работу установки, чтобы максимально возможно сохранить ее экономичность. Это удается при количественном регулировании, для чего все современные энергетические ГТУ снабжены ВНА и ПНА первых ступеней компрессора. Применение этих устройств позволяет изменять проходное сечение проточной части компрессора и осуществлять работу ГТУ при параметрах, охватывающих всю приемлемую зону универсальной характеристики компрессора. [c.360]

Применение дожигания топлива в среде выходных газов следует проводить с учетом влияния нагрузки современных энергетических ГТУ на параметры этих газов. Возможно использование в этих ГТУ входного и поворотных направляющих аппаратов (ВНА и ПНА) компрессоров. При понижении, например, нагрузки ГТУ типа V64.3 изменяется положение ПНА первых четырех [c.428]

Одним из характерных параметров ГТУ является давление воздуха в камере сгорания после его сжатия в компрессоре. Отношение этого давления к атмосферному давлению будем называть степенью сжатия. В современных ГТУ величина степени сжатия чрезвычайно разнообразна — от 2,5 до 20. [c.133]

В приведенной схеме с одной стороны мембраны действует давление наддува р2, а с другой стороны - давление окружающей среды ро,- Таким образом, давлению наддува р2 противодействует только усилие калиброванной пружины. Способ является простым и надежным, так как для управления используется чистый сжатый воздух, а характер изменения давления наддува определяют только два параметра. Чтобы получить монотонно ниспадающую кривую давления наддува при увеличении мощности двигателя, в современных ТК управляющее давление отбирается в самом начале улитки (спирали) компрессора. [c.58]

Турбокомпрессоры — ЭТО неотъемлемые агрегаты современного дизеля. Все типы тепловозных дизелей, находящихся в серийном производстве, оборудуются газотурбинным наддувом. Турбокомпрессоры должны обеспечивать необходимые параметры дизеля, т. е. давление наддува, расход воздуха, коэффициент избытка воздуха, при которых достигается минимальное значение удельного расхода топлива и умеренная тепловая напряженность во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала. Совместная работа дизеля и компрессора должна быть устойчива. От турбокомпрессора требуют минимальную инерционность и достаточно высокий к. п. д., высокую эксплуатационную надежность, простоту обслуживания и возможность диагностики его состояния без снятия с дизеля. Приводные компрессоры должны затрачивать минимальную мощность на сжатие воздуха и обеспечивать удобство компоновки их на дизеле. [c.85]

Воздушно-реактивные двигатели. Турбореактивный двигатель (см. рис. 6.2) работает по термодинамическому циклу (рис. 6.3, а). На взлете воздух из атмосферы засасывается в воздухозаборник со скоростью до 150 — 200 м/с. В полете на больщих скоростях воздух подвергается динамическому сжатию в свободной струе и сверхзвуковом диффузоре до параметров, соответствующих точке в. Дальнейщее сжатие воздуха до точки к происходит в компрессоре. (В современных ТРД основным типом компрессора является многоступенчатый осевой.) Общая степень повышения давления в ТРД достигает 100 — 200. [c.259]

Однако основными параметрами, определяющими производительность газопровода и энергетические характеристики газотурбинного привода ГПА, являются давление и температура атмосферного воздуха. Изменение давления в годовом цикле эксплуатации незначительно и его влияние несущественно. В регионе Западной Сибири с резко континентальным климатом (см. табл. 1) температура наружного воздуха даже в пределах суток изменяется значительно. Изменение температуры на входе в осевой компрессор влияет на плотность воздуха и массовый расход через газовоздушный тракт турбины. Это объясняется тем, что современные ГТУ, находящиеся в эксплуатации на магистральном газопроводе, имеют постоянные проходные сечения проточной части. Известно, что изменение температуры наружного воздуха на изменении эффективной мощности ГТУ сказывается значительно больше, чем изменение температуры продуктов сгорания [12]. При температуре наружного воздуха выше расчетной (288 К для отечественных ГТУ) для обеспечения номинальной мощности необходимо увеличивать температуру продуктов сгорания если она равна паспортной, происходит уменьшение мощности, развивае- [c.10]

В настоящее время на заводе ведется конструкторская разработка паровой турбины К-20-130 мощностью 20000 кет на значительно более высокие параметры пара (130 ата и 565°С). Это будет первая турбина на такие высокие параметры пара. Турбина предназначена для привода компрессора К5500, подающего воздух в самые большие доменные печи. По своим технико-экономическим показателям эта турбина соответствует современному техническому уровню. Турбина имеет ряд оригинальных узлов и в то же время она значительно унифицирована с турбинами ВКВ. [c.488]

Кроме peryviflTopa оборотов, современные газотурбинные двигатели онабжены рядом других автоматов, которые регулируют те или иные режимные параметры. Причем, чем сложнее авиационный газотурбинный двигатель, тем больше на нем имеется автоматических устройств. На двигателе устанавливаются автоматы, регулирующие положение реактивного сопла, направляющего аппарата компрессора, изменения температуры газа перед турбиной, шаг. винта и т. д. [c.12]

Многие из современных ТРД не имеют специальных регулирующих органов реактивного сопла, направляющего аппарата компрессора и т. д. У этих двигателей изменение основных параметров ло скорости и высоте полета R, Суд, Гз и т. д.) происходит автоматически в соответствии с ограничениями п = onst, fs = onst, ф дд = onst. [c.55]

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]

Улучшение параметров турбин должно происходить при увеличении температуры газа на входе в турбину. Несмотря на высокий уровень совершенства систем охлаждения современных турбин, техника охлаждения имеет еще достаточные перспективы развития. В частности, в конструкции охлаждаемых рабочих лопаток должны более широко применяться схемы с внутренним струйным и внешппм пленочным охлаждением, которые успешно освоены в сопловых лопатках. Кроме того, в систему охлаждения при высоких степенях повышения давления в компрессоре целесообразно ввести теплообменник для увеличения хладоресурса воздуха. [c.217]

Схема, параметры и размеры двигателя АТЕ еще исследуются, однако число ступеней вентилятора и компрессора в нем должно сократиться до восьми по сравнению с десятью — тринадцатью у наиболее современных двигателей, а температура газа перед турбиной будет более высокой, чем у ДТРДФ F100 (т. е. более 1590 К). Это должно уменьшить удельную массу двигателя до 0,01 кг/Н. [c.220]

Современные методы расчета осевого компрессора базируются на данных обтекания газом плоских решеток, в первом приближении моделирующих движение газа по поверхности тока в лопаточных венцах ступени осевого компрессора. Обширные материалы продувок таких решеток представлены в открывающих сборник двух статьях А. И. Бунимовича и А. А. Святогорова. Первая из них содержит результаты систематического экспериментального изучения аэродинамических характеристик плоских (двухмерных) диф-фузорных решеток осевого компрессора как при малых, так и при больших числах М набегающего дозвукового потока и при широком изменении параметров решетки и профиля вторая обобщает результаты этого исследования. В итоге обобщения данных продувок решеток авторами предложены методика расчета аэродинамических характеристик заданной компрессорной решетки и методика подбора оптимальной решетки, обеспечивающей требуемое отклонение потока. [c.3]

Частота вращения роторов двигателя и температура газа за турбиной на современных силовых установках явлйются осно В-ными параметрами, контролируемыми летчиком. Заметим, что даже кратковременное превышение их допустимых значений связано с очень опасными последствиями. К числу таких последствий относятся перегрев и разрушение лопаток турбины, обрыв лопаток компрессора, разрушение подшипников. Кратковременное отклонение от указанных параметров допускается при запуске двигателя, приемистости, а также при включении и вьжлю чении форсажа, но оно строго лимитируется по величине и длительности. Контроль частоты врап ения, температуры и скольжения [c.81]

Требования получения высоких удельных параметров силовых установок и связанное с этим все более сильное форсирование рабочего процесса двигателя значительно усложняют решение задачи обеспечения их устоР1чивой работы в условиях эксплуатации. Опыт эксплуатации современных самолетов с турбореактивными двигателями показывает, что у большинства из них имеются определенные зоны по высоте и скорости полета, а также по режимам работы двигателя, где наблюдается неустойчивая работа компрессора, воздухозаборника или камеры сгорания, перегрев лопаток, появляются опасные напряжения в деталях и узлах и т. п. Чтобы предупредить попадание самолета и его силовой установки в зоны опасных режимов, вводят специальные ограничения. [c.95]

По мнению авторов, характеристики контролепригодности газотурбинных установок на базе ГТД в части номенклатуры, числа и точности измеряемых параметров не должны существенно отличаться от подобных характеристик современного авиационного двигателя. Особенность газотурбинных установок, связанная с работой на больших ресурсах и с большими потерями, вызываемыми регламентными работами, повышает требования к применению таких средств неразрушающего контроля, возможность применения которых не была бы связана с остановкой работы ГТД. К таким средствам могут быть отнесены электростатический метод контроля износовых частиц в газовом потоке радиолокационный метод обнаружения повреждаемости рабочих лопаток компрессора и турбины, а также рентгенографические методы. Основная информация по вышеперечисленным методам приведена в разделе 4. [c.65]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...