Рабочий процесс вихревой турбины

РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ВИХРЕВОЙ ТУРБИНЫ [c.169]

Вентилятор двигателя — без ВНА, с консольно расположенным рабочим колесом. Рабочие лопатки закреплены на колесе шарнирно и так же, как лопатки направляющего аппарата, могут заменяться в полевых условиях без снятия двигателя с самолета. Входной направляющий аппарат и направляющие аппараты первых пяти ступеней компрессора имеют поворотные лопатки. Корпус компрессора разъемный, что позволяет заменять все рабочие и направляющие лопатки при снятом с самолета двигателе, не снимая ротора. Кольцевая камера сгорания является одним из наиболее оригинальных узлов двигателя. Она имеет восемнадцать смесительно-вихревых предкамер с двумя последовательно расположенными лопастными завихрителями. Топливо проходит через спиралевидные форсунки с отверстиями не менее 0,15 мм, пропускающими любую загрязняющую топливо частицу, и попадает в предкамеры. Пройдя через первый завихритель, топливовоздушная смесь поступает во второй лопаточный венец, где встречается с воздухом, закрученным в противоположном направлении. Две противоположно вращающиеся струи сталкиваются и распыли-ваются достаточно тонко. Такая организация рабочего процесса обеспечивает эффективное горение и равномерное поле температур на входе в турбину, а также позволяет двигателю работать на загрязненном топливе. [c.127]

Опыты немецкого ученого К- Риттера [21, 1] показали, что давление вдоль канала вихревого насоса постепенно увеличивается в направлении от всасывающего окна к напорному по линейному закону. При перекрытии пластинкой части канала па поверхности соприкосновения с колесом напор, создаваемый насосом, уменьшается, причем на перекрытом участке канала почти никакого изменения давления не наблюдается. Эти опыты показали, что в канале происходит передача энергии от рабочего колеса жидкости. Назовем процесс, в результате которого происходит эта передача энергии, вихревым рабочим процессом. В насосах открытого типа гидравлическая мощность передается жидкости в результате не только вихревого рабочего процесса (мощность Nъ), но и лопастного процесса, происходящего при переходе жидкости из всасывающего отверстия через рабочее колесо в канал (мощность Л/л). В насосах открытого типа с глухим каналом на участке нагнетания при переходе жидкости из канала через рабочее колесо в напорное отверстие возникает турбинный эффект, в результате которого часть энергии жидкости возвращается рабочему колесу. В этом случае под мощностью N следует понимать разность мощности, переданной жидкости вследствие насосного лопастного процесса на участке всасывания, и мощности, возвращенной рабочему колесу благодаря турбинному эффекту ка участке нагнетания. В насосе закрытого типа Л л = 0. [c.7]

Гидравлические потерн, обусловленные окрул<ной составляющей сил трения на стенке канала ки, вычисляем по формуле (153). Для определения коэффициента Ки рассмотрим режим при котором продольный вихрь отсутствует и жидкость в канале движется в окружном направлении со скоростью и — = ( )Я. Для этого режима потери ки вычисляют 1Ю формуле (71). При Q = Fu располагаемый напор вихревого рабочего процесса равен нулю и потери ки равны напору турбины Ъи ки-2 и = = 0,37 (см. рис. 109). Подставив это значение Ни в уравнение (71), получим / = 0,00383 и Ки Щ = 0,0115. [c.183]

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]

В лаборатории турбомашин МЭИ используются различные стенды влажнога водяного пара, ориентированные на изучение 1) условий подобия и моделирования двухфазных течений в различных каналах и в элементах проточной части турбин АЭС 2) механизмов скачковой и вихревой конденсации пара в соплах каналах и решетках турбин при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях 3) влияния периодической нестационарности и турбулентности на процессы образования дискретной фазы, взаимодействия фаз и интегральные характеристики потоков 4) двухфазного пограничного слоя и пленок в безградиентных и градиентных течениях 5) механизма и скорости распространения возмущений в двухфазной среде, а также критических режимов в различных каналах в стационарных и нестационарных потоках 6) основных свойств и характеристик дозвуковых и сверхзвуковых течений в соплах, диффузорах, трубах, отверстиях и щелях 7) влияния тепло- и массообмена на характеристики потоков в различных каналах 8) течений влажного пара в решетках турбин с подробным изучением структуры потока и газодинамических характеристик 9) структуре потока, потерь энергии и эрозионного процесса в турбинных ступенях, работающих на влажном паре 10) рабочего процесса двухфазных струйных аппаратов (эжекторов i и инжекторов). [c.22]

Испытание подтвердило, что нри подаче Q = Fu напор А/г, с( здаваемый в результате вихревого рабочего процесса, близок к нулю. Небольшая отрицательная величина напора А/1 получившаяся при этой подаче, объясняется гидравлическими потерями на преодоление окружной составляющей сил трения па стенке канала. При подачах Q>Fu насос работает в турбинном режиме. Жидкость иоступает в рабочее колесо на его перифе-рш1 с окружной скоростью, большей окружной скорости рабочего колеса. При прохождении жидкости по колесу ее окружная скорость уменьшается. При этом на лопатках возникают силы, направленные в сторону вращения колеса. [c.52]

Иапор турбины Н больше располагаемого напора вихревого рабочего процесса //в на гидравлические потери, обусловленные окружной составляющей сил трения на стенке канала, и на гидравлические потери в подводящих и отводящих устройствах. Гидравлические потери иа преодоление окружных составляю-ндих сил трения на стенке канала [см. уравнение (63)] [c.179]

На рис. 110,(2 изображена кавитационная характеристика турбины открытого типа (вариант 2). При больших кавитационных запасах кавитация отсутствует характеристика горизонтальная. Возникновение кавитации приводит к запиранию потока на выходе из рабочего колеса в отвод, в результате чего напор при Q = onst и = onst начинает увеличиваться. Кавитационный запас А/гь при котором начинает увеличиваться напор турбины из-за возникновения кавитации, назовем первым критическим кавитационным запасом. Начальная фаза кавитации не сказывается на вихревом рабочем процессе (на интенсивности продольного вихря), а следовательно, и на мощности турбины. Развитие кавитации приводит к возникновению кавитационной каверны также у входа в рабочее колесо в конечной части канала, что сопровождается падением здесь интенсивности продольного вихря. Срабатываемый на конечном участке канала напор падает, в результате чего происходит падение давления на всей длине канала. Это ведет к лавинообразному распространению кавитации вдоль канала от конца к началу и срыву работы турбины. Кавитационный запас, при котором происходит срыв работы, является вторым критическим А/1ц. [c.187]

На рис. 8.13 представлена принципиальная схема каскада высокого давления ГТД с организацией в подкамерном пространстве закрученного течения охладителя. Под камерой сгорания / расположен цилиндрический либо конический корпус вихревого энергоразделителя 2, куда из полости течения вторичного воздуха 3 камеры сгорания / подается часть вторичного воздуха. На охлаждение турбины, как следует из схемы течения, подаются закрученные приосевые массы газа, охлажденные в камере энергоразделения. Избыточное по сравнению с охлажденным потоком давление подогретого потока воздуха срабатывается в процессе охлаждения задней полости сопловой лопатки. Неизбежные утечки воздуха через осевой зазор за последним рабочим колесом турбины при их подкрутке в направлении вращения ротора используются на организацию дополнительного потока, вдуваемого в приосевую зону. [c.383]

Двигатель АЛ-31Ф требователен к технологическим процессам изготовления и к допускам на размеры деталей, что, в свою очередь, потребовало значительного технического перевооружения производства, особенно внедрения новых технологий в литейном производстве. Задача освоения технологии изготовления новой конструкции авиационного двигателя АЛ-31Ф потребовала новых конструкций охлаждаемых лопаток. Методом литья на ОАО УМ-ПО внедрялись рабочие турбинные лопатки без припуска по перу конструкции штырковой (на первом этапе 1980 - 1985 гг.) и с циклонно-вихревой системой охлаждения (на втором этапе 1980 -1990 гг.). Конструкции их показаны на рис. 114. Наиболее сложная последняя конструкция с многочисленными перемычками с тонкими ребрами. Она имеет 19 охлаждаемых каналов, расположенных по углом 30° к оси лопатки, пятнадцатью перемычками и десятью отверстиями диаметром 0,85 - 0,95 мм, а длина отливки 150 мм, что значительно усложнило задачу изготовления керамических стержней по сравнению с отливкой первого варианта (см. рис. 204). [c.446]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...