Компрессор газотурбинного двигателя (видео обзоры)


Компрессор газотурбинного двигателя это
узел газотурбинного двигателя, служащий для повышения давления воздуха. Масса К. составляет от 25 (турбореактивного двухконтурного двигателя с форсажной камерой) до 40% (турбореактивного двигателя) массы газотурбинного двигателя. Степень повышения давления в К.((π)к*) по мере совершенствования газотурбинного двигателя возрастает: в первых турбореактивных двигателях (π)к* была равна 4—5, в турбореактивных двухконтурных двигателях и турбовинтовых двигателях 80-х гг. она достигает 30—40.

Для реализации термодинамического цикла с постоянным давлением в камере сгорания в авиационном газотурбинном двигателе используются только лопаточные К. (см. Лопаточные машины). Повышение давления в К. происходит в результате преобразования механической энергии, подводимой к валу К. от турбины, в потенциальную энергию воздуха. Во всех типах лопаточных К. передача механической энергии привода воздуху в соответствии с Эйлера формулой реализуется в роторе путём воздействия на поток аэродинамических сил, возникающих при обтекании лопаток рабочих колёс; при этом увеличивается и кинетическая и потенциальная энергия воздуха. В неподвижных элементах К. — направляющих аппаратах компрессора или диффузорах — часть кинетической энергии преобразуется в потенциальную.

К. газотурбинного двигателя состоит, как правило, из несколько последовательно расположенных ступеней (см. Ступень компрессора, турбины); по форме средней поверхности тока в них различают осевые (ОК), центробежные (ЦК), диагональные (ДК) и комбинированные, состоящие из ступеней разных типов (осецентробежные — ОЦК, оседиагональные).
Форма поверхности тока определяет особенности преобразования энергии в рабочем колесе: в ОК работа сжатия примерно равна изменению кинетической энергии в относительном движении; в ЦК повышение давления в большей степени происходит вследствие изменения кинетической энергии в переносном движении, равного работе центробежных сил. Увеличение радиуса средней поверхности тока в ЦК и ДК увеличивает работу, передаваемую воздуху: при одинаковой окружной скорости на внешнем диаметре рабочего колеса работа ступени ЦК в 2—3 раза превышает работу осевой ступени.

При высоких (πк*) К. обычно делится на несколько последовательных, механически не связанных каскадов (групп ступеней), каждый из которых приводится отдельной турбиной; используются одно-, двух- и трёхкаскадные К. Первая (по потоку) группа ступеней называется К. низкого давления (КНД), К. газогенератора — К. высокого давления; средний каскад К. трехкаскадного двигателя — К. среднего давления. КНД двухконтурного турбореактивного двигателя состоит из вентилятора и (в некоторых случаях) подпорных ступеней, устанавливаемых во внутреннем контуре. В авиационном газотурбинном двигателе КНД составляется из осевых ступеней. ОК позволяет получить производительность до 200 кг/с с 1 м2 лобовой площади на входе в первое рабочее колесо. Политропический коэффициент полезного действия может превышать 90% (см. Коэффициент полезного действия компрессора, турбины).

Число ступеней ОК авиационного газотурбинного двигателя достигает 17; с конца 70-х гг., несмотря на рост (π)к* число ступеней в ОК вновь создаваемых двигателей уменьшается — средняя удельная работа на ступень увеличивается с 20—25 до 40—60 кДж*с/кг, главным образом за счёт увеличения окружной скорости до 500 м/с и более.

В каждом каскаде ОК рабочие колёса жёстко связаны друг с другом сваркой, болтовыми соединениями, торцовыми шлицами или стяжным болтом. Наиболее распространённая конструкция ротора барабанно-дисковая. Лопатки рабочих колёс крепятся в ободе диска с помощью замков преимущественно типа «ласточкин хвост» или набираются в кольцевой паз на ободе диска. Лопатки направляющих аппаратов крепятся в кольце, устанавливаемом в наружном корпусе К., и либо выполняются консольными, либо объединяются по внутреннему диаметру кольцом, на котором укреплена уплотнительная обечайка, покрытая истираемым материалом, или сотовая. На соответствующем участке поверхности ротора выполняются в этом случае несколько кольцевых гребешков, образующих лабиринтное уплотнение, предотвращающее перетекание воздуха из области за направляющим аппаратом на вход в него.

Центробежный К. состоит из входного направляющего аппарата, рабочего колеса (РК), безлопаточного и лопаточного диффузора и радиально-осевого канала со спрямляющим аппаратом. В авиационных конструкциях используются преимущественно полуоткрытые РК, представляющие собой диск с выполненными за одно с ним лопатками. В РК поток отклоняется в тангенциальном и радиальном направлениях. На выходном участке лопатки выполняются либо радиальными, либо загнутыми назад («реактивное» колесо). Только в ЦК первых турбореактивных двигателей использовались «активные» колёса с лопатками, загнутыми на выходном участке в направлении вращения. Наиболее высокий коэффициент полезного действия и благоприятную форму характеристики имеют ЦК с реактивными колёсами, ЦК бывают двухступенчатыми или их комбинируют с осевыми ступенями. Степень повышения давления в ЦК зависит в основном от окружной скорости u2 на внешнем диаметре РК и отношения D2/D1 и достигает в первых ступенях 6—8, во второй и последней ступенях ОЦК — 3—4. Политропический коэффициент полезного действия 83—86% и существенно зависит от степени повышения давления и размеров К.

Конструкция ДК аналогична конструкции ЦК. Степень повышения давления в ДК также определяется значением u2, отношением D2/D1 и углом выхода потока из рабочего колеса и достигает (π)к* = 3—5 при политропическом коэффициенте полезного действия 85—87%; на коэффициент полезного действия значительно влияют диаметр компрессора и зазор между лопатками РК и корпусом, зависящий от жёсткости конструкции и тепловых деформаций.

Источник: Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994.

Видео

Газотурбинный двигатель

Газотурбинный двигатель

Собираю компрессор под 1000 лошадей - от ГТД-350

Собираю компрессор под 1000 лошадей - от ГТД-350

Центробежный компрессор

Центробежный компрессор

Принцип работы турбореактивного двигателя

Принцип работы турбореактивного двигателя

Рабочий процесс в осевой ступени турбины

Рабочий процесс в осевой ступени турбины

Основы конструкции газотурбинных двигателей. 1 лекция.

Основы конструкции газотурбинных двигателей. 1 лекция.

Как Они Это Делают: Лопатки ГТД

Как Они Это Делают: Лопатки ГТД

Технология сборки авиационного ГТД. Часть 1. Сборка КВД

Технология сборки авиационного ГТД. Часть 1. Сборка КВД

Изучаю двигатель постапокалипсиса ГТД-350

Изучаю двигатель постапокалипсиса ГТД-350

Анохин В. Г. Компрессор ТРД. Помпаж

Анохин В. Г. Компрессор ТРД. Помпаж

Наддув ДВС. Как работает турбонаддув?

Наддув ДВС. Как работает турбонаддув?

Пятиступенчатые центробежные компрессоры Dresser Rand

Пятиступенчатые центробежные компрессоры Dresser Rand

Поршневой компрессор

Поршневой компрессор

Многоступенчатый центробежный компрессор

Многоступенчатый центробежный компрессор

ГАЗОВАЯ ТУРБИНА || ⏱ Что это? Зачем это?

ГАЗОВАЯ ТУРБИНА || ⏱ Что это? Зачем это?

Турбовентиляторный двигатель. Просто о сложном

Турбовентиляторный двигатель. Просто о сложном

27) От чего бывает помпаж - почти все случаи, свои можете коментировать буду рад этому

27) От чего бывает помпаж - почти все случаи, свои можете коментировать буду рад этому

Макет газотурбинного двигателя ДГ90Л2 для компании ГАЗПРОМ

Макет газотурбинного двигателя ДГ90Л2 для компании ГАЗПРОМ

Ростех начал производство суперсовременных компрессоров газотурбинных двигателей

Ростех начал производство суперсовременных компрессоров газотурбинных двигателей

Общее устройство двигателя ТВ3-117ВМ

Общее устройство двигателя ТВ3-117ВМ
Поделиться или сохранить к себе:
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных, принимаю Политику конфиденциальности и условия Пользовательского соглашения.