ВКР компрессоры ГТД. ВКР компрессоры ГТД Гаврилов КО. Содержание Введение Цель и задачи
 Скачать 2.37 Mb.
|
|
По аэродинамической схеме РК могут быть разделены на четыре основных группы: -колеса низкой реактивности с лопатками, загнутыми в сторону вращения -колеса со степенью реактивности, близкой к 0,5, с радиальными лопатками - колеса средней реактивности с лопатками, умеренно загнутыми в сторону, обратную вращению - колеса высокой реактивности с лопатками, загнутыми в сторону, обратную вращению Схема колеса низкой реактивности   Схема колеса полуоткрытого типа  Колеса низкой реактивности применяют, в основном, при производстве промышленных вентиляторов. Эти колеса отличаются высоким значением коэффициента расхода и сравнительно большими значениями абсолютной скорости на выходе из колеса. Вследствие низкой степени реактивности основной процесс повышения статического давления в машинах с такими колесами происходит за счет диффузорного эффекта в неподвижных элементах. Колеса со степенью реактивности, близкой к 0,5, с радиальными лопатками обычно выполняются полуоткрытого типа. В отличие от колес с изогнутыми лопатками здесь лопатки начинаются от втулки, и поворот потока из осевого направления в радиальное происходит в межлопаточном пространстве. Входные кромки лопаток в таких колесах обычно загибаются таким образом, чтобы их направление соответствовало направлению набегающего потока. Вследствие отсутствия покрывного диска и благодаря прямолинейной форме и радиальному направлению лопаток напряжения в таких колесах при одних и тех же окружных скоростях значительно ниже, чем в двухдисковых колесах (с покрывным диском) с искривленными лопатками. Поэтому такие колеса пригодны для работы с большими скоростями вращения (до U= 550…600 м/с), что дает возможность получить в ступенях весьма большие напоры и расходы. Колеса этой группы нашли широкое применение в авиационных и транспортных машинах. Колеса средней реактивности с лопатками, умеренно загнутыми в сторону, обратную вращению,распространены в стационарных промышленных компрессорах для нагнетания различных газов (например, азота). Такие колеса часто называют просто колесами компрессорного типа. Колеса высокой реактивности с лопатками, загнутыми в сторону, обратную вращению, имеют широкое применение в насосостроении. В последнее время их стали применять также и в компрессорах. Благодаря высокой степени реактивности ступени с такими колесами имеют сравнительно высокий КПД (до 86…87%). Для колес этой группы характерны небольшие значения коэффициента расходной скорости. Такие колеса часто используются в последних ступенях многоступенчатых компрессоров, где в результате сжатия в предыдущих ступенях объемный расход значительно меньше, чем в начальных ступенях. Ротора центробежных компрессоров состоят из РК с лопатками, вращающихся НА, вала или передней и задней цапф. Если конструктивно РК выполнено отдельно от вала, то передача крутящего момента производится посредством цилиндрических и торцевых шлиц. Отдельные ступени соединяются между собой промежуточными валами. Передача крутящего момента осуществляется призонными болтами или шлицевым соединением в зависимости от конструкции компрессора. Валы роторов обычно изготавливают из легированных конструкционных сталей.  Центробежные компрессоры  Конструктивна схема двигателя с центробежным компрессором (ВК-1)  Центробежный компрессор с двухсторонним входом; Трубчатая камера сгорания; Одноступенчатая осевая турбина; Реактивное сопло; Диффузор компрессора с направляющими лопатками; Опоры с подшипниками; Агрегаты; В центробежном компрессоре для повышения давления газа используется центробежный эффект, который позволяет увеличить степень повышения полного давления намного больше, чем в осевом компрессоре. К числу достоинств центробежных компрессоров относятся также относительная простота конструкции (существенно меньшее число деталей), более благоприятная характеристика и меньшая чувствительность к условиям эксплуатации, чем у осевых. Ступень центробежного компрессора состоит из ВНА, РК и выходной системы, которая включает в себя безлопаточный щелевой диффузор, лопаточный диффузор и выходной патрубок. В РК механическая энергия, подводимая к колесу от турбины, преобразуется в потенциальную и кинетическую энергию газа. Это преобразование энергии в РК осуществляется в результате аэродинамического взаимодействия потока газа с вращающимся лопаточным аппаратом. Поток на входе обычно закручивается по вращению. Хотя в связи с этим уменьшается напор, сообщаемый воздуху, необходимость в предварительной закрутке по вращению связана с желанием уменьшить величину относительной скорости, которая в периферийном сечении достигает значений, близких к скорости звука и даже превышающих ее. Двухступенчатый центробежный компрессор двигателя Rolls-Royce Dart  1 - ВНА 2 - РК 3 - безлопаточный щелевой диффузор 4 - лопаточный диффузор 5 - выходной патрубок  Осецентробежные компрессоры Осецентробежные компрессоры представляют собой комбинированное устройство, в котором высокий КПД (≈ 83%) осевого компрессора (первые 5…7 ступеней) сочетается с высокой степенью сжатия в единственной последней центробежной ступени. Центробежная ступень устанавливается вместо нескольких осевых, имеющих сверхмалые высоты рабочих лопаток, у которых особенно сказывается влияние радиальных зазоров над лопатками. Такие компрессоры, несмотря на некоторую потерю общего КПД (по сравнению с осевым компрессором такой же степени сжатия), имеют значительный выигрыш по длинновым размерам и массе. Это и предопределяет главную область их использования – небольшие ТРД и ТВД для региональных самолетов. Осецентробежный компрессор двигателя Honeywell Т53  1 - осевые ступени; 2 - центробежная ступень  |