ВКР компрессоры ГТД. ВКР компрессоры ГТД Гаврилов КО. Содержание Введение Цель и задачи
 Скачать 2.37 Mb.
|
|
Конструкция НА  Лопатки НА по способу закрепления в корпусе делятся на консольные и двухопорные. Неподвижные консольные лопатки крепятся к корпусу или кольцу НА чаще всего хвостовиками типа «ласточкин хвост».Еще один способ крепления направляющих лопаток в корпусе - это лопатки или группы лопаток, соединенные в сектор, имеющие специальные заплечики. Лопатки заводятся в специально спрофилированный кольцевой паз в корпусе. В этом случае корпус (или кольцо НА) обычно имеет разъемы для облегчения сборки узла. Очень редко каждую лопатку соединяют с корпусом сваркой или пайкой. Двухопорные неподвижные НА собирают следующим образом. В корпус лопатки устанавливаются любым из описанных для консольных лопаток способов, но дополнительно крепятся на внутреннем кольце, например, гайками, навинчивающимися на специально нарезанную резьбу на внутренних цапфах лопаток. Возможно крепление кольца внутреннего к лопаткам посредством заклепок или через отверстия с помощью болтового соединения с сопряженным корпусом. На внутреннюю поверхность этих колец наносят прирабатываемое покрытие для организации уплотнения, предотвращающего перетекание воздуха между ступенями. Поворотные направляющие лопатки обеспечивают запас газодинамической устойчивости. Поворотные консольные лопатки имеют в периферийной части пера цилиндрический хвостовик. Лопатка устанавливается в корпус изнутри до упора в торец. С наружной части корпуса на лопатку устанавливается рычаг, фиксирующий ее от выпадения и осуществляющий поворот лопатки. Двухопорные поворотные НА конструктивно аналогичны консольным. Но на втулочной части пера лопаток этих НА имеется второй цилиндрический хвостовик, который позволяет закрепить лопатку во внутреннем закрепленном (для лопаток ВНА) или незакрепленном (для остальных поворотных НА) кольце. Для компенсации несоосности цилиндрических отверстий в корпусе и внутреннем кольце на хвостовики лопаток устанавливают сферические подшипники, значительно снижающие усилия поворота лопатки.  Лопатка НА с хвостовиком типа «ласточкин хвост» 1 - перо; 2 - хвостовик Двухопорная неподвижная лопатка НА  a) с креплением внутреннего кольца гайками;  б) с креплением внутреннего кольца заклепками; в) с внутренним кольцом, сформированным полками лопаток 1 - лопатка НА 2 - кольцо внутреннее 3 - гайка 4 - заклепка 5 - прирабатываемое покрытие 6 - отверстия для болтового соединения с сопряженным корпусом Поворотная лопатка НА   a) консольная; б) двухопорная; 1 - перо 2 - наружный цилиндрический хвостовик 3- внутренний цилиндрический хвостовик 4 - упорный торец В случае использования НА с консольным креплением лопаток ротор компрессора должен иметь «гладкую» проточную часть. Поэтому двухопорные лопатки в первую очередь применяют в поворотных и неподвижных НА первых ступеней компрессора, где лопатки имеют большое относительное удлинение. В горячей части компрессора лопатки могут устанавливаться с жесткой связью только по одному (наружному или внутреннему) кольцу. Соответственно в другом кольце лопатки имеют возможность перемещения вдоль своей радиальной оси. Это делается с целью обеспечения возможности дополнительных температурных расширений. Помпаж компрессора  Характерной особенностью многоступенчатых осевых компрессоров является то, что с увеличением полного давления компрессора возрастает опасность перехода на неустойчивый режим работы. Возникает явление, называемое помпажом. При наличии помпажа в потоке воздуха, проходящего через компрессор, происходят сильные периодические колебания давления и скорости с большой амплитудой и малой частотой. Подача воздуха в камеру сгорания совершается толчками, причем может наблюдаться выброс части сжатого воздуха в обратном направлении, на вход в компрессор. Среднее давление воздуха за компрессором на режимах помпажа резка падает. Нормальная работа двигателя нарушается, тяга падает, и экономичность ухудшается. Значительный помпаж компрессора может привести к срыву и затуханию пламени в камере сгорании и, следовательно, к остановке двигателя. Возникающие при сильном помпаже вибрации и тряска компрессора передаются всей конструкции двигателя и могут привести к разрушению не только элементов компрессора, но и силовой установки. Поэтому помпаж представляет собой автоколебания воздуха в двигателе. Источником этих колебаний является компрессор. Неустойчивая работа компрессора возникает при срывном обтекании лопаток отдельных ступеней. Рассогласование в работе первых и последних ступеней компрессора и условия возникновения в них помпажа имеют место и тогда, когда частота вращения ротора постоянна, а изменяется лишь температура воздуха на входе в компрессор. Так, увеличение температуры воздуха при постоянной частоте вращения вызывает уменьшение осевой составляющей скорости на ступенях компрессора, вследствие чего увеличиваются углы атаки лопаток. В этом случае на последних ступенях углы атаки увеличиваются быстрее, в результате чего на этих ступенях критические углы атаки достигаются раньше, чем на первых. Отклонение режима от расчетного приводит к изменению направления потока. Увеличение расхода сопровождается ударом потока о спинку лопатки, а на корытце происходит срыв потока. Под действием сил инерции этот срыв прижимается к корытцу и носит местный характер. Уменьшение расхода воздуха приводит к удару поток в корытце, при этом на спинке возникает срыв потока, который распространяется как по высоте, так и в направлении от задней к передней ее кромке. Схема обтекания лопаток рабочего колеса осевого компрессора А) Расчетный режим работы   Б, В) Нерасчетные режимы работы  Меры борьбы с помпажом  Возможность снижения окружной скорости на передних ступенях компрессора относительно окружной скорости последних ступеней при постоянном расходе воздуха через компрессор является эффективным средством расширения границ беспомпажной работы компрессора. Одновременно с этим на двигателях Д-30КУ и Д-30КП для предотвращения неустойчивой работы компрессора высокого давления применены управляемые поворотные лопатки ВНА, а так же частичный перепуск воздуха в атмосферу из-за V и VI ступеней. Поворот лопаток ВНА осуществляется в зависимости от приведенной частоты вращения ротора ВД. Регулирование осевого компрессора поворотом лопаток ВНА  |