Lietderīgais modelis ļauj palielināt apvedceļa turboreaktīvo dzinēju (TEF) efektivitāti, garantējot pēdējās turbīnas pakāpes dzesēšanu maksimālajos režīmos (piemēram, pacelšanās režīmā) un palielinot efektivitāti kreisēšanas darbības režīmos. Turboventilatora dzinēja aksiālās zemspiediena turbīnas pēdējā posma dzesēšanas sistēma satur gaisa ieplūdi no dzinēja ārējās ķēdes un papildu gaisa ieplūdi aiz viena no kompresora starpposmiem. Dzesēšanas sistēma ir aprīkota ar ierīci gaisa padeves regulēšanai dobumā, kas atrodas blakus pēdējā posma turbīnas diska aizmugurējai virsmai. Vadības ierīce satur rotējošu gredzenu ar piedziņu. Grozāmais gredzens saskaras ar turbīnas balsta gala sienu. Balsta gala sienā ir izveidoti divi caurumi. Viens caurums ir savienots ar pēdējās pakāpes turbīnas balsta gredzenveida dobumu, bet otrs ir savienots ar gaisa savācēja dobumu, kas atrodas turbīnas balsta gredzenveida dobumā. Vadības ierīces grozāmais gredzens ir aprīkots ar caurejošu eliptisku caurumu, kas atrodas ar iespēju alternatīvi sazināties ar vienu no diviem turbīnas balsta gala sienas caurumiem.

Lietderīgais modelis attiecas uz gaisa kuģa dzinēja elementu dzesēšanas sistēmām un konkrētāk ar apvedceļa turboreaktīvo dzinēju (TRDD) zemspiediena turbīnas (LPT) dzesēšanas sistēmu.

Dzesēšanas gaisu izmanto, lai atdzesētu turboreaktīvo dzinēju karstos konstrukcijas elementus.

Plaši pazīstama turboreaktīvo apvada dzinēja turbīnas dzesēšanas sistēma, kurā turbīnas lāpstiņu dzesēšanai tiek izmantots gaiss, kas tiek ņemts no augstspiediena kompresora (HPC) starpposma vai pēdējās pakāpes (skat., piemēram, "Programma turbokompresors TRDDF", MAI Publishing House, 1996, 27.-28. lpp.). No HPC ņemtajam dzesēšanas gaisam ir pietiekami augsts spiediens (salīdzinot ar tā izlaišanas vietu turbīnas plūsmas ceļā), kas nodrošina tā garantētu padevi visām dzesēšanas virsmām. Šajā sakarā šādas dzesēšanas sistēmas efektivitāte ir ļoti augsta.

Šādas dzesēšanas sistēmas izmantošanas trūkums ir samazināt īpatnējo vilci maksimālajos režīmos un efektivitāti kreisēšanas režīmos. Šis samazinājums rodas tāpēc, ka daļa no augstspiediena turbīnas jaudas, kas tiek izmantota LPT dzesēšanas gaisa saspiešanai, tiek zaudēta un netiek izmantota ne augstspiediena kompresora (HPC) rotēšanai, ne dzinēja vilces radīšanai. Piemēram, ja HES dzesēšanas lāpstiņu plūsmas ātrums ir ~ 5% no gaisa plūsmas ātruma pie HPC ieplūdes un gaiss tiek ņemts no tā pēdējā posma, jaudas zudums var būt ~ 5%, kas ir līdzvērtīgs turbīnas efektivitāte ir tāda pati.

Vistuvāk apgalvotajam tehniskajam risinājumam ir apvedceļa turboreaktīvo dzinēja turbīnas dzesēšanas sistēma, kurā zemspiediena turbīnas lāpstiņu dzesēšanai tiek izmantots gaiss, kas tiek ņemts no ārējā kontūra kanāla (skat., piemēram, "Turboreaktīvo apvada dzinējs ar pēcdegli AL -31F" Pamācība, Ņ.E. Žukovska vārdā nosauktā VVIA izdevniecība, 1987, 128.-130. lpp.). Turbīnas dzesēšana tiek veikta visos dzinēja darbības režīmos. Izmantojot šo dzesēšanas gaisa nosūkšanas variantu, tās saspiešanai HPC netiek patērēta papildu turbīnas jauda, ​​līdz ar to lielāks gāzes plūsmas potenciālās enerģijas daudzums aiz turbīnas var tikt pārvērsts strūklas sprauslā izplūdes strūklas kinētiskajā enerģijā. , kas savukārt palielinās dzinēja vilci un tā ekonomiju.

Šādas dzesēšanas sistēmas izmantošanas trūkums ir dzesēšanas efektivitātes samazināšanās, jo no ārējā dzesēšanas gaisa kontūra kanāla tiek ņemts nepietiekams gaisa spiediens pie dzinēja darbības režīmiem, kas ir tuvu maksimumam (piemēram, pacelšanās režīms). Šajos darba režīmos optimālā dzinēja efektivitātes attiecība (motora īpašās vilces maksimālā vērtība) ir spiediena attiecība ārējās ķēdes kanālā un zemspiediena turbīnas izejā ir tuvu. uz vienu. Ar šādu spiediena starpību, ņemot vērā zudumus padeves kanālos un sprauslās, nepietiek, lai šajos režīmos īstenotu efektīvu LPT dzinēja darba lāpstiņas dzesēšanu.

Zināmiem tehniskajiem risinājumiem ir ierobežotas iespējas, jo tie noved pie dzinēja efektivitātes samazināšanās.

Lietderības modeļa pamatā ir uzdevums palielināt turboventilatora dzinēja efektivitāti, garantējot pēdējās turbīnas pakāpes dzesēšanu maksimālajos režīmos (piemēram, pacelšanās) un efektivitātes paaugstināšanu kreisēšanas darbības režīmos.

Tehniskais rezultāts ir turboventilatora dzinēja efektivitātes pieaugums.

Problēmu atrisina fakts, ka apvedceļa turboreaktīvo dzinēja aksiālās zemspiediena turbīnas pēdējā posma dzesēšanas sistēmā ir gaisa ieplūde no dzinēja ārējās ķēdes. Gaisa ieplūde savienojas caur statīvu dobumiem un pēdējās pakāpes turbīnas balsta gredzenveida dobumu, kas aprīkots ar priekšējo gala sienu, ar dobumu, kas atrodas blakus turbīnas diska aizmugurējai virsmai, un caur spiediena disku ar iekšējiem dobumiem. no asmeņiem. Turbīnas balsta gala sienā ir caurumi, un pēdējā posma turbīnas korpusa ārējā virsma ir izgatavota kā daļa no dzinēja ārējās kontūras kanāla iekšējās virsmas.

Lietderības modelī jaunums ir tas, ka dzesēšanas sistēma papildus tiek nodrošināta pie ieplūdes ar gaisa ieplūdi aiz vienas no kompresora starppakāpēm, kas caur cauruļvadu savienota ar dobu gaisa savācēju pie izejas. Dzesēšanas sistēma ir aprīkota ar ierīci gaisa padeves regulēšanai dobumā, kas atrodas blakus pēdējās pakāpes turbīnas aizmugurējai virsmai. Vadības ierīce satur rotējošu gredzenu ar piedziņu. Grozāmais gredzens saskaras ar turbīnas balsta gala sienu. Balsta gala sienā ir izveidoti divi caurumi. Viens caurums ir savienots ar pēdējās pakāpes turbīnas balsta gredzenveida dobumu, bet otrs ir savienots ar gaisa savācēja dobumu, kas atrodas turbīnas balsta gredzenveida dobumā. Vadības ierīces grozāmais gredzens ir aprīkots ar caurejošu eliptisku caurumu, kas atrodas ar iespēju alternatīvi sazināties ar vienu no diviem turbīnas balsta gala sienas caurumiem.

Apvedceļa turboreaktīvo dzinēja aksiālās zemspiediena turbīnas pēdējā posma dzesēšanas sistēmas ieviešana saskaņā ar pieprasīto lietderības modeli nodrošina:

Dzesēšanas sistēmas papildu padeve pie ieejas ar gaisa ieplūdi aiz viena no kompresora starppakāpēm, kas savienota ar cauruļvadu ar dobu gaisa savācēju pie izejas, kas savieno ar dobumu, diska aizmugurējā virsmā. pēdējā turbīnas pakāpe, nodrošina garantētu dzesēšanu maksimālajos režīmos, ieskaitot pacelšanās režīmu;

Dzesēšanas sistēmas padeve ar ierīci gaisa padeves regulēšanai dobumā, kas atrodas blakus pēdējās turbīnas pakāpes diska aizmugurējai virsmai no kompresora starpposma vai no ārējās ķēdes, nodrošina efektīvu LPT rotora lāpstiņas dzesēšanu. visos dzinēja darbības režīmos. Vadības iekārta ļauj apvienot abu dzesēšanas sistēmu pozitīvās īpašības, proti, virknē savienojot dažādus dzesēšanas gaisa padeves kanālus, visracionālāk ir nodrošināt turbīnas dzesēšanas sistēmas darbību un efektivitāti visā dzinēja darbības diapazonā. režīmus un tādējādi uzlabo dzinēja vilces, ekonomiskās un resursu īpašības. Tādējādi pacelšanās režīmā vadības ierīce ir savienota tā, ka dzesēšanas gaiss no kompresora starpposma tiek piegādāts ar spiedienu, kas ir pietiekams, lai efektīvi atdzesētu turbīnas pēdējo posmu. Tas dod iespēju vai nu palielināt turbīnas un visa dzinēja kalpošanas laiku pie fiksēta dzesēšanas gaisa plūsmas ātruma, vai arī samazināt dzesēšanas gaisa plūsmas ātrumu un tādējādi palielināt dzinēja vilces raksturlielumus. Gaisam ārējā kontūra kanālā nav pārspiediena, kas nepieciešams efektīvai dzesēšanai. Kreisēšanas režīmā vadības ierīce nodrošina dzesēšanas gaisa padevi no ārējās ķēdes kanāla, savukārt gaisa ieplūdes kanāls no kompresora ir bloķēts (gredzena stāvokli pārslēdz signāls atkarībā no zemā ātruma -dzinēja spiediena turbīnas vārpsta n nd un gaisa stagnācijas temperatūra pie dzinēja ieplūdes T * N). Sakarā ar to, ka dzesēšanas gaiss kompresorā netiek pakļauts saspiešanai, samazinās nepieciešamā HPC jauda un palielinās aiz turbīnas esošā darba šķidruma brīvā enerģija; tas palielina dzinēja vilci un tā efektivitāti. Turklāt gaisam no ārējā kontūra kanāla ir liels dzesēšanas resurss, kas vai nu palielinās turbīnas un visa dzinēja kalpošanas laiku pie fiksēta dzesēšanas gaisa plūsmas ātruma, vai arī samazinās dzesēšanas gaisa patēriņu. un tādējādi vēl vairāk palielina dzinēja efektivitāti.

Līdz ar to ir atrisināta lietderības modelī uzdotā problēma - turboventilatora dzinēja efektivitātes paaugstināšana, garantējot pēdējās turbīnas pakāpes dzesēšanu maksimālajos režīmos (piemēram, pacelšanās) un efektivitātes paaugstināšana kreisēšanas darba režīmos, salīdzinot ar zināmajiem analogiem.

Šis lietderīgais modelis ir izskaidrots ar sekojošu detalizētu dzesēšanas sistēmas un tās darbības aprakstu, atsaucoties uz rasējumiem, kas parādīti 1.-3.

1. attēlā shematiski parādīts apvedceļa turboreaktīvo dzinēja aksiālās zemspiediena turbīnas un tā dzesēšanas sistēmas pēdējā posma garengriezums;

2. attēls — skats A 1. attēlā;

3. attēls - sadaļa B-B 2. attēlā.

Apvedceļa turboreaktīvo dzinēju aksiālās zemspiediena turbīnas pēdējā posma dzesēšanas sistēma satur (sk. 1. attēlu) gaisa ieplūdi 1 no dzinēja ārējās ķēdes 2. Gaisa ieplūde 1 sazinās ar dobumu 3, kas atrodas blakus turbīnas diska 4 aizmugurējai virsmai caur statīvu 6 dobumu 5 un pēdējās pakāpes turbīnas balsta gredzenveida dobumu 7, kas aprīkots ar priekšējo gala sienu 8 ar turbīnas caurumiem 9 (sk. 2., 3. att.) un caur kanāliem 10 diskā 4 ar lāpstiņu 11 iekšējiem dobumiem.

Apvedceļa turboreaktīvo dzinēja zemspiediena aksiālās turbīnas pēdējā posma dzesēšanas sistēma papildus satur gaisa ieplūdi aiz viena no kompresora starppakāpēm pie ieplūdes (attēlā nav parādīta gaisa ieplūde un kompresora starpposmi 1). Šī gaisa ieplūde ir savienota ar cauruļvadu 12 ar dobu gaisa savācēju 13 pie izejas, kas atrodas blakus turbīnas balsta gala sienai 8 ar caurumiem 14 (sk. 2., 3. att.).

Turklāt dzesēšanas sistēma ir aprīkota ar ierīci gaisa padeves regulēšanai dobumā 3, kas atrodas blakus pēdējās pakāpes turbīnas diska 4 aizmugurējai virsmai. Vadības ierīce ir izgatavota rotējoša gredzena 15 formā (sk. 1-3. att.) ar piedziņu (piedziņa nav parādīta), kas saskaras ar turbīnas balsta gala sienu 8, kur caurums 9 nodrošina sakaru dobumu. 3 ar gredzenveida dobumu 7, un caurums 14 nodrošina dobuma 3 saziņu ar gaisa savācēja 13 dobumu 16, kas atrodas turbīnas balsta gredzenveida dobumā 7. Rotējošā gredzena 15 piedziņu var izgatavot, piemēram, pneimatiskā motora vai līdzīga veida piedziņas formā. Vadības ierīces grozāmajam gredzenam 15 ir caurejoša eliptiska atvere 17, kas nodrošina alternatīvu komunikāciju ar caurumiem 9, 14 turbīnas balsta gala sienā 8.

Piedāvātajā dzesēšanas sistēmā ir gaisa ieplūde a (gaisa ieplūde, kas nav parādīta 1. attēlā) aiz viena no kompresora starppakāpēm, gaisa ieplūde 1 b no ārējā kontūra 2 kanāla. Dzesēšanas gaisa padeves sistēmas darbība ir aprakstīts tālāk.

Apvedceļa turboreaktīvo dzinēju aksiālās zemspiediena turbīnas pēdējā posma dzesēšanas sistēma darbojas šādi. Gredzens 15 var būt divās pozīcijās. Kad gredzens 15 ir pagriezts pozīcijā I (sk. 2. att.) (dzinēja pacelšanās režīms), gaiss a plūst caur cauruli 12 spiediena starpības ietekmē caur gaisa savācēju 13, caurumu 14 sienu 8 un caurumu 17 gredzenā 15 dobumā 3, kas atrodas blakus diska 4 aizmugurējai virsmai. Šajā gadījumā gaisa b eju uz dobumu 3 bloķē gredzens 15. Kad gredzens 15 ir pagriezts pozīcijā II (nav parādīts) (kruīza režīms), atvere 17 tiek pagriezta tā, lai caurums 14 būtu bloķēts ar gredzenu 15, un gaiss b ieplūst dobumā 3 caur caurumu 9 un caurumu 17 gredzenā 15. Šajā gadījumā gaiss a, kas ņemts pēc kompresora starpposma, neietilpst dobumā 3.

Gredzens 15 tiek pārslēgts I vai II pozīcijā ar signālu atkarībā no dzinēja zemspiediena turbīnas vārpstas griešanās ātruma n un gaisa stagnācijas temperatūras pie dzinēja ieplūdes T* N. Pie lielām vērtībām parametrs (pacelšanās dzinēja darbība), gredzens 15 atrodas pozīcijā I , pie zemām parametra vērtībām (kreisēšanas režīms) - II pozīcijā.

Dzesēšanas sistēmas ieviešana saskaņā ar pieteikto tehnisko risinājumu ļauj nodrošināt nepieciešamo zemspiediena turbīnas pēdējā posma dzesēšanu visos dzinēja darbības režīmos, vienlaikus palielinot tās darbības efektivitāti un ekonomiju.

Apvedceļa turboreaktīvo dzinēja aksiālās zemspiediena turbīnas pēdējā posma dzesēšanas sistēma, kas satur gaisa ieplūdi no dzinēja ārējās kontūras, kas sazinās caur statīvu dobumiem un pēdējā turbīnas balsta gredzenveida dobumu posms, kas aprīkots ar priekšējo gala sienu, ar dobumu, kas atrodas blakus turbīnas diska aizmugurējai virsmai, un caur spiedienu disku ar iekšējiem lāpstiņu dobumiem, kur turbīnas balsta gala sienā ir caurumi, kas raksturīgs ar to, ka dzesēšanas sistēma papildus ir aprīkota pie ieejas ar gaisa ieplūdi aiz viena no kompresora starppakāpēm, kas savienota ar cauruļvadu ar dobu gaisa savācēju pie izejas, un ierīci gaisa padeves regulēšanai dobumā, kas atrodas blakus pēdējās pakāpes turbīnas aizmugurējā virsma, kur vadības ierīce ir izgatavota rotējoša gredzena veidā ar piedziņu, kas saskaras ar turbīnas balsta gala sienu, balsta gala sienā ir izveidoti divi caurumi, kur viens caurums ir savienots ar pēdējās pakāpes turbīnas balsta gredzenveida dobumu, bet otrs - ar gaisa savācēja dobumu, kas atrodas turbīnas balsta gredzenveida dobumā, vadības ierīces grozāmais gredzens ir aprīkots ar cauri. elipsveida caurums, kas atrodas ar iespēju alternatīvi sazināties ar vienu no diviem turbīnas balsta gala sienas caurumiem.

Nosūtiet savu labo darbu zināšanu bāzē ir vienkārši. Izmantojiet zemāk esošo veidlapu

Studenti, maģistranti, jaunie zinātnieki, kuri izmanto zināšanu bāzi savās studijās un darbā, būs jums ļoti pateicīgi.

Publicēts http://www.allbest.ru/

1. Dizaina apraksts

turbīnas dzinēja jauda

1.1 AL-31F

AL-31F ir divu kontūru divu vārpstu turboreaktīvais dzinējs ar iekšējo un ārējo ķēžu sajaukšanas plūsmu aiz turbīnas, abām ķēdēm kopīgu pēcdegli un regulējamu virsskaņas visu režīmu strūklas sprauslu. Zemspiediena aksiālais 3 pakāpju kompresors ar regulējamu ieplūdes virzošo lāpstiņu (VNA), augstspiediena aksiālais 7 pakāpju kompresors ar regulējamu VNA un pirmo divu pakāpju vadošajām lāpstiņām. Augsta un zema spiediena turbīnas - aksiālās vienpakāpes; turbīnu lāpstiņas un sprauslu ierīces tiek atdzesētas. Galvenā sadegšanas kamera ir gredzenveida. Dzinēja konstrukcijā plaši tiek izmantoti titāna sakausējumi (līdz 35% no masas) un karstumizturīgi tēraudi.

1.2 Turbīna

Vispārējās īpašības

Dzinēja turbīna ir aksiāla, strūklas, divpakāpju, divu vārpstu. Pirmais posms ir augstspiediena turbīna. Otrais posms ir zems spiediens. Visas turbīnu lāpstiņas un diski ir atdzesēti.

Turbīnas detaļu galvenie parametri (H=0, M=0, "Maksimālais" režīms) un materiāli doti 1.1. un 1.2. tabulā.

1.1. tabula

Parametrs
Kopējā gāzes spiediena samazināšanas pakāpe
Turbīnas efektivitāte stagnācijas plūsmas parametru izteiksmē
Apkārtnes ātrums lāpstiņu perifērijā, m/s
Rotora ātrums, apgr./min
Piedurkņu attiecība
Gāzes temperatūra pie turbīnas ieplūdes
Gāzes patēriņš, kg/s
Slodzes parametrs, m/s

1.2. tabula

Augstspiediena turbīnas konstrukcija

Augstspiediena turbīna paredzēta augstspiediena kompresora, kā arī piedziņas un lidmašīnu bloku piedziņai, kas uzstādīti uz pārnesumkārbām. Turbīna strukturāli sastāv no rotora un statora.

Augstspiediena turbīnas rotors

Turbīnas rotors sastāv no rotora lāpstiņām, diska un stieņa.

Darba asmens ir izliets, dobs ar puscilpas dzesēšanas gaisa plūsmu.

Iekšējā dobumā, lai organizētu dzesēšanas gaisa plūsmu, ir paredzētas ribas, starpsienas un turbulatori.

Nākamajās sērijās lāpstiņu ar puscilpas dzesēšanas shēmu aizstāj ar lāpstiņu ar ciklona virpuļa dzesēšanas shēmu.

Iekšējā dobumā gar priekšējo malu ir izveidots kanāls, kurā kā ciklonā veidojas gaisa plūsma ar virpuli. Gaisa virpuļošana notiek, pateicoties tā tangenciālai padevei kanālam caur deflektora atverēm.

No kanāla gaiss tiek izvadīts caur asmens sienas caurumiem (perforācija) uz asmens aizmuguri. Šis gaiss rada aizsargplēvi uz virsmas.

Lāpstiņas centrālajā daļā uz iekšējām virsmām ir kanāli, kuru asis krustojas. Kanālos veidojas turbulenta gaisa plūsma. Gaisa strūklas turbulence un kontakta laukuma palielināšanās nodrošina siltuma pārneses efektivitātes pieaugumu.

Aizmugurējās malas reģionā tiek izgatavoti dažādu formu turbulatori (tilti). Šie turbulatori pastiprina siltuma pārnesi un palielina asmens izturību.

Lāpstiņas profila daļa ir atdalīta no slēdzenes ar plauktu un iegarenu kāju. Asmeņu plaukti, dokstot, veido konisku apvalku, kas aizsargā asmens bloķējošo daļu no pārkaršanas.

Pagarināta kāja, nodrošinot augstas temperatūras gāzes plūsmas attālumu no slēdzenes un diska, samazina siltuma daudzumu, kas tiek pārnests no profila daļas uz slēdzeni un disku. Turklāt iegarenais kāts ar salīdzinoši zemu lieces stingrību samazina vibrācijas spriegumu līmeni asmens profila daļā.

Trīszaru skujiņas slēdzene nodrošina radiālo slodžu pārnešanu no asmeņiem uz disku.

Slēdzenes kreisajā daļā izgatavotais zobs fiksē asmeni no tā pārvietošanas pa plūsmu, un rieva kopā ar fiksācijas elementiem nodrošina, ka asmens nepārvietojas pret plūsmu.

Lāpstiņas perifērajā daļā, lai atvieglotu ieskriešanu, pieskaroties statoram un līdz ar to, lai novērstu lāpstiņas iznīcināšanu, tā galā tika izgatavots paraugs.

Lai samazinātu vibrācijas spriegumu līmeni darba lāpstiņās, starp tiem zem plauktiem ir novietoti amortizatori ar kastītes formas dizainu. Kad rotors griežas centrbēdzes spēku ietekmē, amortizatori tiek nospiesti pret vibrējošo lāpstiņu plauktu iekšējām virsmām. Sakarā ar berzi divu blakus esošo atloku saskares punktos uz viena slāpētāja, lāpstiņu vibrāciju enerģija tiks izkliedēta, kas nodrošina vibrācijas spriegumu līmeņa samazināšanos lāpstiņās.

Turbīnas disks tiek apzīmogots, kam seko mehāniskā apstrāde. Diska perifērajā daļā ir “Skujiņas” tipa rievas 90 rotora lāpstiņu stiprināšanai, rievas plākšņu fiksatoru izvietošanai lāpstiņu aksiālai fiksācijai un slīpi caurumi gaisa padevei, kas atdzesē rotora lāpstiņas.

Gaiss tiek ņemts no uztvērēja, ko veido divi atloki, diska kreisā sānu virsma un virpuļa. Līdzsvarošanas atsvari tiek novietoti zem apakšējā pleca. Diska lentes labajā plaknē ir labirinta blīvējuma plecs un plecs, ko izmanto diska demontāžai. Uz diska pakāpienveida daļas ir izveidoti cilindriski caurumi, lai piestiprinātu skrūves, kas savieno vārpstu, disku un turbīnas rotora tapu.

Darba asmens aksiālo fiksāciju veic zobs ar lamelāru fiksatoru. Asmeņu rievās trijās diska vietās, kur tiek izveidoti izgriezumi, tiek ievietota lamelārā fiksācija (viena diviem asmeņiem), kas paātrina visu asmens vainaga apkārtmēru. Lamelārām slēdzenēm, kas uzstādītas diska izgriezumu vietā, ir īpaša forma. Šīs slēdzenes ir montētas deformētā stāvoklī, un pēc iztaisnošanas tās nonāk asmeņu rievās. Iztaisnojot lamelāro slēdzeni, asmeņi tiek atbalstīti no pretējiem galiem.

Rotoru līdzsvaro atsvari, kas fiksēti diska pleca rievā un fiksēti slēdzenē. Slēdzenes aste ir saliekta uz līdzsvarojoša svara. Liekuma vieta tiek kontrolēta, lai nebūtu plaisu, pārbaudot caur palielināmo stiklu. Rotoru var līdzsvarot, kustinot asmeņus, atļauta atsvaru galu apgriešana. Atlikusī nelīdzsvarotība nav lielāka par 25 gcm.

Disks ar stieni un HPC vārpstu ir savienots ar stiprinājuma skrūvēm. Skrūvju galviņas ir nostiprinātas pret griešanos ar plāksnēm, kas saliektas uz galviņu griezumiem. Skrūves no gareniskās kustības aiztur vārpstas gredzenveida rievā iekļautās galviņu izvirzītās daļas.

Uzkare nodrošina atbalstu rotoram uz rullīšu gultņa (starprotoru gultnis).

Stieņa atloks ir centrēts un savienots ar turbīnas disku. Uz stieņa ārējām cilindriskām rievām ir novietota labirinta blīvējumu uzmava. Labirintu aksiālā un apkārtmēra fiksācija tiek veikta ar radiālajām tapām. Lai tapas neizkristu centrbēdzes spēku ietekmē, pēc to iespiešanas caurumi buksēs tiek izplesti.

Tapas kāta ārējā daļā zem labirintiem ir kontakta blīvējums, kas nostiprināts ar uzgriezni. Uzgrieznis ir bloķēts ar plāksnes fiksatoru.

Cilindriskās siksnas stieņa iekšpusē ir centrētas kontaktu un labirinta blīvējumu bukses. Bukses notur uzgrieznis, kas ieskrūvēts zaru vītnēs. Uzgrieznis tiek nofiksēts, saliekot vainaga antenas zaru gala spraugās.

Stieņa iekšējā dobuma labajā daļā atrodas rullīšu gultņa ārējais gredzens, kuru notur stumbra vītnē ieskrūvēts kastelēts uzgrieznis, kas ir nofiksēts tādā pašā veidā.

Kontakta blīvējums ir tērauda bukses un grafīta gredzeni. Plakanas atsperes ir novietotas starp grafīta gredzeniem, lai nodrošinātu pāru kontaktu. Starp tērauda buksēm ir novietota starplikas bukse, lai novērstu mehāniskā kontakta blīvējuma saspiešanu.

Augstspiediena turbīnas stators

Augstspiediena turbīnas stators sastāv no ārējā gredzena, sprauslu lāpstiņu blokiem, iekšējā gredzena, virpuļierīces un blīvējuma ar HPT ieliktņiem.

Ārējais gredzens ir cilindrisks apvalks ar atloku. Gredzens atrodas starp sadegšanas kameras korpusu un LPT korpusu.

Ārējā gredzena vidusdaļā ir izveidota rieva, pa kuru ir centrēta siltummaiņa sadalošā siena.

Ārējā gredzena kreisajā daļā augšējais gredzens ir piestiprināts pie skrūvēm, kas ir sadegšanas kameras liesmas caurules balsts un nodrošina dzesēšanas gaisa padevi, lai izpūstu sprauslas aparāta lāpstiņu ārējos plauktus.

Ārējā gredzena labajā pusē ir uzstādīts blīvējums. Blīvējums sastāv no gredzenveida starplikas ar sietiem, 36 HPT sektora ieliktņiem un sektoriem HPT ieliktņu piestiprināšanai pie starplikas.

Gredzenveida vītne ir izveidota uz HPT ieliktņu iekšējā diametra, lai samazinātu virsmas laukumu, kad HPT rotora lāpstiņas saskaras, lai novērstu rotora lāpstiņu perifērās daļas pārkaršanu.

Blīvējums ir piestiprināts pie ārējā gredzena ar urbtām tapām. Caur šiem urbumiem HPT ieliktņiem tiek piegādāts dzesēšanas gaiss.

Caur ieliktņu caurumiem dzesēšanas gaiss tiek izvadīts radiālajā spraugā starp ieliktņiem un rotora lāpstiņām.

Lai samazinātu karstās gāzes plūsmu, starp ieliktņiem ir uzstādītas plāksnes.

Saliekot blīvējumu, HPT ieliktņi tiek piestiprināti pie starplikas sektoros, izmantojot tapas. Šis stiprinājums ļauj HPT ieliktņiem pārvietoties vienam pret otru un starplikām, kad tie darbības laikā tiek uzkarsēti.

Sprauslas aparāta asmeņi ir apvienoti 14 trīs lāpstiņu blokos. Asmeņu bloki ir atlieti, ar pieslēgtiem deflektoriem un divās vietās pielodēti ar lodētu apakšējo vāku ar kātu. Lietā bloku konstrukcija ar augstu stingrību nodrošina lāpstiņu uzstādīšanas leņķu stabilitāti, gaisa noplūdes samazināšanos un līdz ar to arī turbīnas efektivitātes pieaugumu, turklāt šāda konstrukcija ir tehnoloģiski progresīvāka. .

Lāpstiņas iekšējais dobums ir sadalīts divos nodalījumos ar starpsienu. Katrā nodalījumā ir deflektori ar caurumiem, kas nodrošina dzesēšanas gaisa strūklu plūsmu uz lāpstiņas iekšējām sienām. Asmeņu priekšējās malas ir perforētas.

Bloka augšējā plauktā ir 6 vītņoti caurumi, kuros ir ieskrūvētas skrūves sprauslu ierīču bloku stiprināšanai pie ārējā gredzena.

Katra asmeņu bloka apakšējā plauktā ir uzgalis, pa kuru iekšējais gredzens ir centrēts caur buksi.

Pildspalvas profils ar blakus esošajām plauktu virsmām ir alumīnija silikāts. Pārklājuma biezums 0,02-0,08 mm.

Lai samazinātu gāzes plūsmu starp blokiem, to savienojumi tiek noslēgti ar plāksnēm, kas ievietotas bloku galu spraugās. Rievas bloku galos ir izgatavotas ar elektroerozijas metodi.

Iekšējais gredzens ir izgatavots apvalka formā ar buksēm un atlokiem, pie kuriem ir piemetināta koniska diafragma.

Iekšējā gredzena kreisajā atlokā ar skrūvēm piestiprināts gredzens, uz kura balstās liesmas caurule un caur kuru tiek padots gaiss, izpūšot sprauslas aparāta lāpstiņu iekšējos plauktus.

Labajā atlokā virpošanas aparāts ir piestiprināts ar skrūvēm, kas ir metināta apvalka konstrukcija. Virpuļošanas ierīce ir paredzēta gaisa padevei un atdzesēšanai, kas iet uz rotora lāpstiņām, pateicoties paātrinājumam un virpuļošanai turbīnas griešanās virzienā. Lai palielinātu iekšējā apvalka stingrību, tam ir piemetināti trīs pastiprinošie profili.

Dzesēšanas gaisa paātrinājums un virpuļošana notiek virpuļu aparāta saplūstošajā daļā.

Gaisa paātrinājums nodrošina gaisa temperatūras pazemināšanos, ko izmanto, lai atdzesētu rotora lāpstiņas.

Gaisa virpulis nodrošina gaisa ātruma apkārtmēra komponenta un diska apkārtmēra ātruma saskaņošanu.

Zema spiediena turbīnas konstrukcija

Zema spiediena turbīna (LPT) ir paredzēta zemspiediena kompresora (LPC) darbināšanai. Strukturāli tas sastāv no LPT rotora, LPT statora un LPT atbalsta.

Zema spiediena turbīnas rotors

Zemspiediena turbīnas rotors sastāv no LPT diska ar darba lāpstiņām, kas piestiprinātas pie diska, spiediena diska, uzmavas un vārpstas.

Darba asmens ir atliets, atdzesēts ar dzesēšanas gaisa radiālo plūsmu.

Iekšējā dobumā ir 11 rindas pa 5 gabaliņiem katrā no cilindriskām tapām - turbulatoriem, kas savieno lāpstiņas aizmuguri un sile.

Perifērijas apvalks samazina radiālo klīrensu, kā rezultātā palielinās turbīnas efektivitāte.

Blakus esošo rotoru lāpstiņu apvalku plauktu saskares virsmu berzes dēļ vibrācijas spriegumu līmenis samazinās.

Lāpstiņas profila daļa ir atdalīta no bloķējošās daļas ar plauktu, kas veido gāzes plūsmas robežu un aizsargā disku no pārkaršanas.

Asmenim ir skujiņas veida fiksators.

Lāpstiņas liešana tiek veikta pēc investīciju modeļiem ar virsmas modifikāciju ar kobalta aluminātu, kas uzlabo materiāla struktūru, slīpējot graudus, jo uz asmens virsmas veidojas kristalizācijas centri.

Lai paaugstinātu karstumizturību, spalvu, apvalku un slēdzeņu plauktu ārējās virsmas tiek pakļautas slīdēšanas aluminosicilācijai ar pārklājuma biezumu 0,02-0,04.

Asmeņu aksiālai fiksācijai no pārvietošanās pret plūsmu uz tiem tiek izveidots zobs, kas atrodas pret diska malu.

Lāpstiņas aksiālai fiksācijai no kustības pa plūsmu, asmeņa bloķēšanas daļā atloka rajonā ir izveidota rieva, kurā ievietots sadalīts gredzens ar fiksatoru, ko disks neļauj aksiāli kustēties. plecu. Uzstādīšanas laikā gredzens izgriezuma dēļ tiek saspiests un ievietots asmeņu rievās, un diska plecs nonāk gredzena rievā.

Sadalītā gredzena stiprinājumu darba stāvoklī veic slēdzene ar skavām, kas ir saliektas uz slēdzenes un iziet cauri slēdzenes atverēm un diska pleca spraugām.

Turbīnas disks - apzīmogots, ar sekojošu apstrādi. Perifērajā zonā asmeņu novietošanai ir "Skujiņas" tipa rievas un slīpi caurumi dzesēšanas gaisa padevei.

Uz diska auduma tiek izgatavoti gredzenveida atloki, uz kuriem ir novietoti labirinta pārsegi un spiediena labirinta disks. Šo detaļu fiksācija tiek veikta ar tapām. Lai tapas neizkristu, caurumi tiek izplesti.

Spiediena disks ar lāpstiņām ir nepieciešams, lai saspiestu piegādāto gaisu, lai atdzesētu turbīnas lāpstiņas. Lai līdzsvarotu rotoru, uz spiediena diska ar lamelārām skavām tiek fiksēti balansēšanas atsvari.

Uz diska rumbas ir izgatavotas arī gredzenveida apkakles. Labirinta pārsegi ir uzstādīti uz kreisā pleca, uz labā pleca ir uzstādīts stienis.

Stienis ir paredzēts, lai atbalstītu zemspiediena rotoru uz rullīšu gultņa un pārnestu griezes momentu no diska uz vārpstu.

Lai disku savienotu ar kāju, uz tā perifērijas daļā ir izveidots dakšveida atloks, pa kuru tiek veikta centrēšana. Turklāt kravu centrēšana un pārnešana notiek caur radiālajām tapām, kuras labirints neļauj izkrist.

Labirinta blīvgredzens ir piestiprināts arī uz LPT kāta.

Uz stieņa perifērās cilindriskās daļas labajā pusē ir novietots mehāniskā kontakta blīvējums, bet kreisajā pusē - radiālās saskares blīvējuma uzmava. Bukse ir centrēta gar stieņa cilindrisko daļu un tiek fiksēta aksiālā virzienā, saliekot ķemmi.

Stieņa kreisajā daļā uz cilindriskās virsmas atrodas bukses eļļas padevei uz gultni, gultņa iekšējais gredzens un blīvējuma daļas. Šo detaļu iepakojums ir pievilkts ar kastelētu uzgriezni, nofiksēts ar lamelāru fiksatoru. Lai nodrošinātu griezes momenta pārnešanu no stieņa uz vārpstu, uz stieņa iekšējās virsmas ir izveidoti spārni. Stieņa korpusā ir caurumi eļļas padevei gultņiem.

Stieņa labajā daļā uz ārējās rievas ar uzgriezni ir nostiprināts turbīnas balsta rullīšu gultņa iekšējais gredzens. Kastelētais uzgrieznis ir nofiksēts ar plākšņu fiksatoru.

Zemspiediena turbīnas vārpsta sastāv no 3 daļām, kas savienotas viena ar otru ar radiālām tapām. Vārpstas labā daļa ar tās šķautnēm ieiet krustojuma savstarpējās šķautnēs, saņemot no tā griezes momentu.

Aksiālos spēkus no tapas uz vārpstu pārnes uz vītņotā vārpstas kāta uzskrūvēts uzgrieznis. Uzgrieznis ir nodrošināts pret atslābšanu ar šķelto buksi. Bukses gala šķautnes iekļaujas vārpstas gala spraugās, bet bukses cilindriskās daļas šķautnes iekļaujas uzgriežņa gareniskajās šķautnēs. Aksiālā virzienā šķelto buksi fiksē ar regulēšanas un sadalīšanas gredzeniem.

Vārpstas labās puses ārējā virsmā ar radiālām tapām ir nostiprināts labirints. Uz vārpstas iekšējās virsmas ar radiālām tapām ir piestiprināta eļļas sūknēšanas sūkņa piedziņas bukse no turbīnas balsta.

Vārpstas kreisajā pusē ir izveidotas šķautnes, kas nodod griezes momentu uz atsperi un pēc tam uz zemspiediena kompresora rotoru. Vārpstas kreisās puses iekšējā virsmā ir izgriezta vītne, kurā ir ieskrūvēts uzgrieznis, kas nofiksēts ar aksiālo tapu. Uzgriežņā ir ieskrūvēta skrūve, kas pievelk zemspiediena kompresora rotoru un zemspiediena turbīnas rotoru.

Vārpstas kreisās puses ārējā virsmā ir radiālās saskares blīvējums, starplikas bukse un konusveida zobrata rullīšu gultnis. Visas šīs daļas ir pievilktas ar uzgriezni.

Vārpstas kompozītmateriāla konstrukcija ļauj palielināt tās stingrību, pateicoties palielinātajam vidusdaļas diametram, kā arī samazināt svaru - vārpstas vidusdaļa ir izgatavota no titāna sakausējuma.

Zema spiediena turbīnas stators

Stators sastāv no ārējā korpusa, sprauslu lāpstiņu blokiem un iekšējā korpusa.

Ārējais korpuss ir metināta konstrukcija, kas sastāv no koniska apvalka un atlokiem, pa kuriem korpuss ir savienots ar augstspiediena turbīnas korpusu un atbalsta korpusu. Ārpusē korpusam ir piemetināts ekrāns, kas veido kanālu dzesēšanas gaisa padevei. Iekšpusē ir atloki, gar kuriem ir centrēts sprauslas aparāts.

Labā atloka zonā ir lodīte, uz kuras ir uzstādīti LPT ieliktņi ar šūnām un fiksēti ar radiālām tapām.

Sprauslas aparāta asmeņi, lai palielinātu stingrību vienpadsmit trīs asmeņu blokos.

Katrs asmens ir izliets, dobs, atdzesēts ar iekšējiem deflektoriem. Plūsmas daļu veido spalvas, ārējie un iekšējie plaukti. Asmeņu ārējiem plauktiem ir atloki, ar kuriem tie ir centrēti gar ārējā apvalka rievām.

Sprauslu asmeņu bloku aksiālā fiksācija tiek veikta ar sadalītu gredzenu. Asmeņu perifēro fiksāciju veic ar korpusa izvirzījumiem, kas ir iekļauti ārējos plauktos izveidotajās spraugās.

Plauktu ārējā virsma un asmeņu profila daļa ir aluminosicilēta, lai paaugstinātu karstumizturību. Aizsargslāņa biezums ir 0,02-0,08 mm.

Lai samazinātu gāzes plūsmu starp asmeņu blokiem, spraugās ir uzstādītas blīvējuma plāksnes.

Asmeņu iekšējie plaukti beidzas ar sfēriskām tapām, gar kurām ir centrēts iekšējais apvalks, kas attēlo metinātu konstrukciju.

Iekšējā korpusa ribās ir izveidotas rievas, kas ar radiālu klīrensu iekļūst sprauslu lāpstiņu iekšējo plauktu ķemmīšgliemeņos. Šis radiālais klīrenss nodrošina asmeņu termiskās izplešanās brīvību.

Turbīnas atbalsts ND

Turbīnas balsts sastāv no atbalsta korpusa un gultņu korpuss.

Atbalsta korpuss ir metināta konstrukcija, kas sastāv no korpusiem, kas savienoti ar stabiem. Statīvi un korpusi ir aizsargāti no gāzes plūsmas ar kniedētiem sietiem. Uz balsta iekšējā apvalka atlokiem ir piestiprinātas koniskas diafragmas, kas atbalsta gultņa korpusu. Uz šiem atlokiem kreisajā pusē ir piestiprināta labirinta blīvējuma bukse, bet labajā pusē ir piestiprināts ekrāns, kas aizsargā balstu no gāzes plūsmas.

Uz gultņa korpusa atlokiem kreisajā pusē ir piestiprināta kontakta blīvējuma bukse. Labajā pusē eļļas dobuma vāks un siltuma vairogs ir piestiprināti ar skrūvēm.

Korpusa iekšējā urbumā ir ievietots rullīšu gultnis. Starp korpusu un gultņa ārējo gredzenu ir elastīgs gredzens un bukses. Gredzenā ir izveidoti radiāli caurumi, caur kuriem rotoru vibrācijas laikā tiek sūknēta eļļa, uz kuru tiek izkliedēta enerģija.

Gredzenu aksiālo fiksāciju veic ar vāku, kas ar skrūvēm tiek piesaistīts gultņa balstam. Dobumā zem siltuma vairoga atrodas eļļas nosūkšanas sūknis un eļļas sprauslas ar cauruļvadiem. Gultņa korpusam ir caurumi, kas piegādā eļļu slāpētājam un sprauslām.

Turbīnas dzesēšana

Turbīnas dzesēšanas sistēma - gaiss, atvērts, regulēts ar diskrētām gaisa plūsmas izmaiņām caur gaiss-gaiss siltummaini.

Augstspiediena turbīnas sprauslu aparāta lāpstiņu priekšējām malām ir konvekcijas plēves dzesēšana ar sekundāro gaisu. Šī sprauslu aparāta plaukti tiek atdzesēti ar sekundāro gaisu.

SA lāpstiņu aizmugurējās sloksnes, LPT diska un rotora lāpstiņas, turbīnu korpusi, ventilatora turbīnas SA lāpstiņas un tās disks kreisajā pusē tiek atdzesētas ar gaisu, kas iet caur gaiss-gaiss siltummaini ( VHT).

Sekundārais gaiss iekļūst siltummainī caur sadegšanas kameras korpusa atverēm, kur tas tiek atdzesēts par -150-220 K un iet caur vārsta aparātu, lai atdzesētu turbīnas daļas.

Sekundārās ķēdes gaiss caur atbalsta kājām un caurumiem tiek piegādāts spiediena diskam, kas, palielinot spiedienu, nodrošina tā padevi LPT darba asmeņiem.

Turbīnas korpusu no ārpuses dzesē sekundārais gaiss, bet no iekšpuses – gaiss no iekšzemes ūdensceļiem.

Turbīnas dzesēšana tiek veikta visos dzinēja darbības režīmos. Turbīnas dzesēšanas kontūra ir parādīta 1.1. attēlā.

Jauda plūst turbīnā

Inerces spēki no rotora lāpstiņām caur "Skujiņas" tipa slēdzenēm tiek pārsūtītas uz disku un ielādētas. Lāpstiņu disku nesabalansētie inerces spēki tiek pārnesti caur HPT rotora stiprinājuma skrūvēm un caur HPT rotora centrēšanas apkaklēm un radiālajām tapām uz vārpstu un tapām, ko atbalsta gultņi. Radiālās slodzes tiek pārnestas no gultņiem uz statora daļām.

Gāzes spēku aksiālās sastāvdaļas, kas rodas uz HPT rotora lāpstiņām, tiek pārnestas uz disku, pateicoties berzes spēkiem uz kontaktvirsmām slēdzenē un lāpstiņas “zobam” pret disku. Uz diska šie spēki tiek summēti ar aksiālajiem spēkiem, kas rodas no spiediena krituma pāri tam, un tiek pārnesti uz vārpstu caur stingrām skrūvēm. Uzstādītās skrūves no šī spēka darbojas nospriegojumā. Aksiālajam spēkam tiek pievienots turbīnas rotora aksiālais spēks.

Ārējā kontūra

Ārējā ķēde ir paredzēta, lai apietu daļu no gaisa plūsmas, kas saspiesta LPC aiz LPC.

Strukturāli ārējo kontūru veido divi (priekšējie un aizmugurējie) profilēti korpusi, kas ir izstrādājuma ārējais apvalks un tiek izmantoti arī komunikāciju un mezglu stiprināšanai. Ārējā korpusa apvalki ir izgatavoti no titāna sakausējuma. Korpuss ir iekļauts izstrādājuma strāvas ķēdē, uztver rotoru griezes momentu un daļēji iekšējās ķēdes svaru, kā arī pārslodzes spēkus objekta evolūcijas laikā.

Ārējās ķēdes priekšējam korpusam ir horizontāls savienotājs, lai nodrošinātu piekļuvi HPC, CS un turbīnai.

Ārējās kontūras plūsmas ceļa profilēšanu nodrošina iekšējā sieta ārējās kontūras uzstādīšana priekšējā apvalkā, kas ar to savienota ar radiāliem stringeriem, kas vienlaikus ir arī priekšējā apvalka stingrības ribas.

Ārējās kontūras aizmugurējais korpuss ir cilindrisks apvalks, ko ierobežo priekšējie un aizmugurējie atloki. Uz aizmugures korpusa no ārpuses ir stingrāki. Atloki atrodas uz ārējā korpusa korpusiem:

· Objekta vajadzībām ņemt gaisu no izstrādājuma iekšējās ķēdes pēc 4 un 7 HPC pakāpēm, kā arī no ārējās ķēdes kanāla;

· Aizdedzinātājiem KS;

· HPC asmeņu pārbaudes logiem, CS pārbaudes logiem un turbīnu pārbaudes logiem;

· Eļļas padeves un izvadīšanas sakariem uz turbīnas balstu, gaisa un muguras balsta eļļas dobuma atgaisošanu;

· Gaisa noplūde strūklas sprauslas (RS) pneimatiskajos cilindros;

· Vadības sistēmas atgriezeniskās saites sviras fiksēšanai ON HPC;

· Komunikācijām degvielas padevei CS, kā arī sakariem gaisa atgaisošanai pēc HPC produkta degvielas sistēmā.

Uz ārējās kontūras korpusa ir paredzēti arī stiprinājumi:

· Degvielas sadalītājs; eļļas tvertnes mazuta siltummaiņi;

· Degvielas filtrs;

· KND automatizācijas reduktors;

· Drenāžas tvertne;

· Aizdedzes bloks, FC palaišanas sistēmu komunikācijas;

· Rāmji ar stiprinājuma punktiem sprauslai un pēcdegšanas regulatoram (RSF).

Ārējās ķēdes plūsmas daļā ir uzstādīti izstrādājuma sistēmas divu eņģu sakaru elementi, kas izstrādājuma darbības laikā kompensē ārējās un iekšējās ķēdes korpusa aksiālo izplešanos. Korpusu izplešanās radiālā virzienā tiek kompensēta ar divu eņģu elementu sajaukšanu, kas strukturāli izgatavoti saskaņā ar "virzuļa-cilindru" shēmu.

2. Turbīnas lāpstiņriteņa diska stiprības aprēķins

2.1. Aprēķinu shēma un sākotnējie dati

HPT lāpstiņriteņa diska grafiskais attēlojums un diska aprēķinu modelis parādīts 2.1.att., ģeometriskie izmēri parādīti 2.1.tabulā. Detalizēts aprēķins ir sniegts 1. pielikumā.

2.1. tabula

i sadaļa

n - diska apgriezienu skaits projektēšanas režīmā ir 12430 apgr./min. Disks izgatavots no EP742-ID materiāla. Temperatūra diska rādiusā nav nemainīga. - asmens (kontūras) slodze, imitējot asmeņu un to bloķētāju (asmeņu sakņu un diska izvirzījumu) centrbēdzes spēku darbību uz diska projektēšanas režīmā.

Diska materiāla raksturojums (blīvums, elastības modulis, Puasona koeficients, lineārās izplešanās koeficients, ilgizturība). Ievadot materiālu raksturlielumus, ieteicams izmantot gatavus datus no programmā iekļauto materiālu arhīva.

Kontūras slodzi aprēķina pēc formulas:

Asmeņu spalvu centrbēdzes spēku summa,

bloķētāju (asmeņu sakņu un diska izvirzījumu) centrbēdzes spēku summa,

Diska perifērās cilindriskās virsmas laukums, caur kuru uz disku tiek pārnesti centrbēdzes spēki, un:

Spēki, kas aprēķināti pēc formulām

z- asmeņu skaits,

Asmens spalvas saknes daļas laukums,

Spriegums lāpstiņas spalvas saknes daļā, ko rada centrbēdzes spēki. Šī sprieguma aprēķins tika veikts 2. sadaļā.

Gredzena masa, ko veido asmeņu bloķēšanas savienojumi ar disku,

bloķēšanas gredzena inerces rādiuss,

u - diska griešanās leņķiskais ātrums projektēšanas režīmā, kas aprēķināts ar apgriezieniem šādi:

Gredzena masu un rādiusu aprēķina pēc formulas:

Diska perifērās cilindriskās virsmas laukumu aprēķina pēc formulas 4.2.

Aizstājot sākotnējos datus iepriekš minēto parametru formulā, mēs iegūstam:

Diska stipruma aprēķinu veic ar programmu DI.EXE, kas pieejama katedras 203. datorklasē.

Jāpatur prātā, ka diska ģeometriskie izmēri (rādiusi un biezumi) tiek ievadīti programmā DI.EXE centimetros, bet kontūras slodze - iekšā (tulkojums).

2.2. Aprēķinu rezultāti

Aprēķinu rezultāti ir parādīti 2.2. tabulā.

2.2. tabula

2.2. tabulas pirmajās kolonnās ir parādīti sākotnējie dati par diska ģeometriju un temperatūras sadalījumu pa diska rādiusu. 5.-9.ailē parādīti aprēķinu rezultāti: radiālie (radiālie) un riņķveida (riņķveida) spriegumi, rezerves ekvivalentam spriegumam (piem. ekv.) un pārrāvuma apgriezieniem (cil.sek.), kā arī diska pagarinājums iedarbībā. centrbēdzes spēku un termiskās izplešanās pie dažādiem rādiusiem.

Mazākā drošības robeža ekvivalentā sprieguma izteiksmē tika iegūta diska pamatnē. Pieļaujamā vērtība. Spēka nosacījums ir izpildīts.

Diska pamatnē tika iegūta arī mazākā drošības rezerve pārrāvuma apgriezieniem. Atļautā vērtība. Spēka nosacījums ir izpildīts.

Rīsi. 2.2 Sprieguma sadalījums (rādiuss un apkārtējā) pa diska rādiusu

Rīsi. 2.3. Drošības robežas (ekvivalentas sprieguma robežas) sadalījums pa diska rādiusu

Rīsi. 2.4. Drošības rezerves sadalījums pa pārrāvuma apgriezieniem

Rīsi. 2.5. Temperatūras, sprieguma (rad. un apkārtējās vides) sadalījums pa diska rādiusu

Literatūra

1. Khronin D.V., Vyunov S.A. uc "Lidaparātu gāzturbīnu dzinēju projektēšana un projektēšana". - M, mašīnbūve, 1989. g.

2. "Gāzes turbīnu dzinēji", A.A. Inozemcevs, V.L. Sandratskis, OJSC Aviadvigatel, Perma, 2006

3. Ļebedevs S.G. Kursa projekts disciplīnā "Lidaparātu lāpstiņu mašīnu teorija un aprēķins", - M, MAI, 2009.g.

4. Perels L.Ja., Filatovs A.A. Ritošie gultņi. Katalogs. - M, mašīnbūve, 1992. g.

5. Programma DISK-MAI, izstrādāta katedrā 203 MAI, 1993.g.

6. Inozemcevs A.A., Nikhhamkins M.A., Sandratskis V.L. "Gāzes turbīnu dzinēji. Lidmašīnu dzinēju un spēkstaciju dinamika un izturība. - M, mašīnbūve, 2007.

7. GOST 2.105 - 95.

Mitināts vietnē Allbest.ru

...

Līdzīgi dokumenti

Dzinēja termogasdinamiskais aprēķins, parametru izvēle un pamatojums. Kompresora un turbīnas parametru saskaņošana. Turbīnas gāzu dinamiskais aprēķins un turbīnas pirmā posma turbīnu lāpstiņu profilēšana datorā. Turbīnas lāpstiņas bloķēšanas spēka aprēķins.

diplomdarbs, pievienots 12.03.2012


Dzinēja termogasdinamiskais aprēķins. Kompresora un turbīnas darbības koordinēšana. Aksiālās turbīnas gāzes dinamiskais aprēķins datorā. Augstspiediena turbīnu lāpstiņu profilēšana. Dzinēja konstrukcijas apraksts, turbīnas diska stiprības aprēķins.

diplomdarbs, pievienots 22.01.2012


Dzinēja termogāzes-dinamiskais aprēķins, turbīnas pirmā posma lāpstiņu profilēšana. Turbīnas turbīnas gāzes dinamiskais aprēķins un tā konstrukcijas izstrāde. Konisko zobratu apstrādes plāna izstrāde. Dzinēja efektivitātes analīze.

diplomdarbs, pievienots 22.01.2012


Gaisa kuģa gāzturbīnas dzinēja plūsmas ceļa projektēšana. Darba lāpstiņas, turbīnas diska, piestiprināšanas punkta un sadegšanas kameras stiprības aprēķins. Atloku izgatavošanas tehnoloģiskais process, operāciju apstrādes režīmu apraksts un aprēķins.

diplomdarbs, pievienots 22.01.2012


Dzinēja konstrukcijas apraksts. Turboreaktīvo apvada dzinēja termogasdinamiskais aprēķins. Augstspiediena kompresora pirmās pakāpes kompresora diska, sadegšanas kameras korpusu un lāpstiņu bloķēšanas stiprības un stabilitātes aprēķins.

kursa darbs, pievienots 03.08.2011


R-95Sh lidmašīnas turboreaktīvo dzinēja elementu ilgtermiņa statiskās izturības aprēķins. Zemspiediena kompresora pirmās pakāpes darba asmens un diska izturības aprēķins. Dizaina pamatojums, pamatojoties uz patentpētījumu.

kursa darbs, pievienots 08.07.2013


Gāzes turbīnu dzinēju darba procesa projektēšana un agregātu gāzes dinamiskā aprēķina īpatnības: kompresors un turbīna. Divvārpstu termoreaktīvā dzinēja termogāzu dinamiskā aprēķina elementi. Augsta un zema spiediena kompresori.

tests, pievienots 24.12.2010


Turboreaktīvo apvedceļa dzinēja augstspiediena kompresora pirmā posma elementu stiprības aprēķins ar maisīšanas plūsmām kaujas iznīcinātājam. Apstrādes pielaides aprēķins rotācijas ārējām, iekšējām un gala virsmām.

diplomdarbs, pievienots 06.07.2012


Kompresora un turbīnas parametru saskaņošana un tās gāzes dinamiskais aprēķins datorā. Darbrata lāpstiņas profilēšana un tā stiprības aprēķināšana. Procesa shēma, virpošanas, frēzēšanas un urbšanas operāciju veikšana, dzinēja efektivitātes analīze.

diplomdarbs, pievienots 03.08.2011


Izplešanās darba (turbīnā pieejamā siltuma krituma) noteikšana. Procesa aprēķins sprauslas aparātā, relatīvais ātrums pie radara ieejas. Kāta stiprības aprēķins, zobu locīšana. GTE piedziņas turbīnas apraksts, detaļu materiāla izvēle.

Mūsdienās aviācija gandrīz 100% sastāv no mašīnām, kas izmanto gāzes turbīnas tipa spēkstaciju. Citiem vārdiem sakot, gāzes turbīnu dzinēji. Tomēr, neskatoties uz to, ka šobrīd pieaug gaisa ceļojumu popularitāte, tikai daži cilvēki zina, kā darbojas šis svilpojošs konteiners, kas karājas zem lidmašīnas spārna.

Darbības princips gāzes turbīnas dzinējs.

Gāzes turbīnas dzinējs, tāpat kā jebkuras automašīnas virzuļdzinējs, attiecas uz iekšdedzes dzinējiem. Tie abi pārvērš degvielas ķīmisko enerģiju siltumā, sadedzinot, un pēc tam noderīgā mehāniskā. Tomēr tas, kā tas notiek, ir nedaudz atšķirīgs. Abos dzinējos notiek 4 galvenie procesi - tie ir: ieplūde, kompresija, izplešanās, izplūde. Tie. jebkurā gadījumā gaiss (no atmosfēras) un degviela (no tvertnēm) vispirms nonāk dzinējā, pēc tam gaiss tiek saspiests un tajā tiek ievadīta degviela, pēc tam maisījums aizdegas, kā rezultātā tas ievērojami izplešas un galu galā tiek atbrīvots. atmosfērā. No visām šīm darbībām enerģiju dod tikai paplašināšanās, visas pārējās ir nepieciešamas šīs darbības nodrošināšanai.

Tagad kāda starpība. Gāzes turbīnu dzinējos visi šie procesi notiek pastāvīgi un vienlaicīgi, bet dažādās dzinēja daļās un virzuļdzinējā vienā vietā, bet dažādos laikos un pēc kārtas. Turklāt, jo vairāk saspiests gaiss, jo vairāk enerģijas var iegūt degšanas laikā, un šodien gāzturbīnu dzinēju kompresijas pakāpe jau ir sasniegusi 35-40:1, t.i. izejot cauri dzinējam, gaisa tilpums samazinās un attiecīgi palielina spiedienu 35-40 reizes. Salīdzinājumam, virzuļdzinējos šis skaitlis nepārsniedz 8-9: 1, vismodernākajos un progresīvākajos modeļos. Attiecīgi ar vienādu svaru un izmēriem gāzes turbīnas dzinējs ir daudz jaudīgāks, un tā efektivitāte ir augstāka. Tas ir iemesls tik plaši izplatītai gāzturbīnu dzinēju izmantošanai aviācijā mūsdienās.

Un tagad vairāk par dizainu. Četri iepriekš uzskaitītie procesi notiek dzinējā, kas ir parādīts vienkāršotā diagrammā zem cipariem:

• gaisa ieplūde - 1 (gaisa ieplūde)
• kompresija - 2 (kompresors)
• sajaukšana un aizdedze - 3 (sadegšanas kamera)
• izplūde - 5 (izplūdes sprausla)
• Noslēpumaino sadaļu ar numuru 4 sauc par turbīnu. Šī ir jebkura gāzes turbīnas dzinēja neatņemama sastāvdaļa, tā mērķis ir iegūt enerģiju no gāzēm, kas lielā ātrumā iziet no sadegšanas kameras, un tas atrodas uz tās pašas vārpstas ar kompresoru (2), kas to darbina.

Tādējādi tiek iegūts slēgts cikls. Gaiss iekļūst dzinējā, tiek saspiests, sajaukts ar degvielu, aizdedzināts, novirzīts uz turbīnas lāpstiņām, kas noņem līdz pat 80% gāzes jaudas, lai rotētu kompresoru, viss, kas paliek, nosaka galīgo dzinēja jaudu, ko var izmantot daudzos veidos.

Atkarībā no šīs enerģijas turpmākās izmantošanas metodes gāzturbīnu dzinējus iedala:

• turboreaktīvais dzinējs
• turbopropelleru
• turboventilators
• turbovārpsta

Iepriekš diagrammā parādītais dzinējs ir turboreaktīvo dzinēju. Var teikt, ka tā ir “tīra” gāzes turbīna, jo, izejot cauri turbīnai, kas rotē kompresoru, gāzes lielā ātrumā caur izplūdes sprauslu iziet no dzinēja un tādējādi stumj lidmašīnu uz priekšu. Tagad šādus dzinējus galvenokārt izmanto ātrgaitas kaujas lidmašīnās.

Turbopropelleru dzinēji no turboreaktīvajiem dzinējiem atšķiras ar to, ka tiem ir papildu turbīnas sekcija, ko sauc arī par zemspiediena turbīnu, kas sastāv no vienas vai vairākām lāpstiņu rindām, kas no gāzēm paņem enerģiju, kas paliek pēc kompresora turbīnas un tādējādi griež dzenskrūvi, kas var atrasties gan priekšā, gan aiz dzinēja. Pēc otrās turbīnas sekcijas izplūdes gāzes faktiski iziet ar gravitācijas spēku, kurām praktiski nav enerģijas, tāpēc to noņemšanai tiek izmantotas tikai izplūdes caurules. Līdzīgus dzinējus izmanto lidmašīnās ar mazu ātrumu un augstumu.

Turboventilatori dzinējiem ir līdzīga shēma ar turbopropelleru, tikai turbīnas otrā sekcija nepaņem visu enerģiju no izplūdes gāzēm, tāpēc šiem dzinējiem ir arī izplūdes sprausla. Bet galvenā atšķirība ir tā, ka zemspiediena turbīna darbina ventilatoru, kas ir iekļauts korpusā. Tāpēc šādu dzinēju sauc arī par divkontūru dzinēju, jo gaiss iet caur iekšējo ķēdi (pašu dzinēju) un ārējo, kas nepieciešams tikai, lai virzītu gaisa plūsmu, kas dzen motoru uz priekšu. Jo tiem ir diezgan "aukļa" forma. Tieši šie dzinēji tiek izmantoti lielākajā daļā mūsdienu lidmašīnu, jo tie ir visekonomiskākie ātrumā, kas tuvojas skaņas ātrumam, un efektīvi, lidojot augstumā virs 7000-8000m un līdz 12000-13000m.

Turbovārpsta dzinēji pēc konstrukcijas ir gandrīz identiski turbopropelleriem, izņemot to, ka vārpsta, kas ir savienota ar zemspiediena turbīnu, iziet no dzinēja un var darbināt pilnīgi jebko. Šādus dzinējus izmanto helikopteros, kur divi vai trīs dzinēji darbina vienu galveno rotoru un kompensējošo astes dzenskrūvi. Pat tankiem, T-80 un amerikāņu Abrams, tagad ir līdzīgas spēkstacijas.

Gāzes turbīnu dzinējus klasificē arī pēc citiem zīmes:

• pēc ievades ierīces veida (regulējams, neregulēts)
• pēc kompresora veida (aksiālais, centrbēdzes, aksiālais-centrbēdzes)
• atbilstoši gaisa-gāzes ceļa veidam (taisns, cilpa)
• pēc turbīnas veida (pakāpju skaits, rotoru skaits utt.)
• pēc strūklas uzgaļa veida (regulējams, neregulējams) utt.

Turboreaktīvo dzinēju ar aksiālo kompresoru saņēma plašu pieteikumu. Kad dzinējs darbojas, process ir nepārtraukts. Gaiss iet caur difuzoru, palēninās un nonāk kompresorā. Tad tas nonāk sadegšanas kamerā. Degviela tiek piegādāta arī kamerā caur sprauslām, maisījums tiek sadedzināts, sadegšanas produkti pārvietojas pa turbīnu. Sadegšanas produkti turbīnas lāpstiņās izplešas un izraisa tās griešanos. Turklāt gāzes no turbīnas ar pazeminātu spiedienu nonāk strūklas sprauslā un izplūst lielā ātrumā, radot vilci. Maksimālā temperatūra rodas arī sadegšanas kameras ūdenī.

Kompresors un turbīna atrodas uz vienas vārpstas. Sadegšanas produktu atdzesēšanai tiek piegādāts auksts gaiss. Mūsdienu reaktīvos dzinējos darba temperatūra var pārsniegt rotora lāpstiņu sakausējumu kušanas temperatūru par aptuveni 1000 °C. Turbīnu detaļu dzesēšanas sistēma un karstumizturīgo un karstumizturīgo dzinēju daļu izvēle ir viena no galvenajām problēmām visu veidu reaktīvo dzinēju, arī turboreaktīvo, konstrukcijā.

Turboreaktīvo dzinēju ar centrbēdzes kompresoru iezīme ir kompresoru konstrukcija. Šādu dzinēju darbības princips ir līdzīgs dzinējiem ar aksiālo kompresoru.

Gāzes turbīnas dzinējs. Video.

Noderīgi saistīti raksti.

Izgudrojums attiecas uz gāzturbīnu dzinēju zema spiediena turbīnām aviācijas vajadzībām. Gāzes turbīnas dzinēja zemspiediena turbīna ietver rotoru, statoru ar aizmugurējo balstu, labirinta blīvējumu ar iekšējiem un ārējiem atlokiem uz statora aizmugurējā balsta. Turbīnas labirinta blīvējums ir izgatavots divos līmeņos. Iekšējo slāni veido divas labirinta blīvējuma ķemmes, kas vērstas pret turbīnas asi, un labirinta blīvējuma iekšējā atloka darba virsma, kas vērsta pret turbīnas plūsmas ceļu. Ārējo slāni veido labirinta blīvējuma ķemmes, kas vērstas pret turbīnas plūsmas ceļu, un labirinta blīvējuma ārējā atloka darba virsma, kas vērsta pret turbīnas asi. Labirinta blīvējuma iekšējā līmeņa labirinta blīvējuma ķemmes ir izgatavotas ar paralēlām iekšējām sienām, starp kurām ir uzstādīts amortizācijas gredzens. Labirinta blīvējuma ārējais atloks ir izgatavots ar ārējo slēgtu gredzenveida gaisa dobumu. Starp turbīnas plūsmas ceļu un labirinta blīvējuma ārējo atloku atrodas gredzenveida barjeras siena, kas uzstādīta uz statora aizmugurējā balsta. Labirinta blīvējuma iekšējā atloka darba virsma atrodas tā, lai iekšējā diametra attiecība turbīnas plūsmas ceļa izejā pret labirinta blīvējuma iekšējā atloka darba virsmas diametru būtu 1.05 1.5. Izgudrojums uzlabo gāzturbīnas dzinēja zemspiediena turbīnas uzticamību. 3 slim.

RF patenta 2507401 rasējumi

Izgudrojums attiecas uz gāzturbīnu dzinēju zema spiediena turbīnām aviācijas vajadzībām.

Ir zināma gāzturbīnas dzinēja zemspiediena turbīna ar aizmugurējo balstu, kurā labirinta blīvējums, kas atdala turbīnas aizmugurējo izplūdes dobumu no plūsmas ceļa turbīnas izejā, ir izgatavots viena līmeņa veidā. (S.A.Vjunovs, "Lidaparātu gāzturbīnu dzinēju projektēšana un dizains", Maskava, "Inženierzinātnes", 1981, 209. lpp.).

Zināmās konstrukcijas trūkums ir zemā spiediena stabilitāte turbīnas izkraušanas dobumā, ko rada labirinta blīvējuma radiālo spraugu nestabilitāte, īpaši mainīgos dzinēja darbības režīmos.

Vistuvāk pieprasītajai konstrukcijai ir gāzturbīnas dzinēja zemspiediena turbīna, kas ietver rotoru, statoru ar aizmugurējo balstu, labirinta blīvējumu ar iekšējo un ārējo labirinta atloku, kas uzstādīts uz statora aizmugurējā balsta (ASV patents Nr. 7905083, F02K 3/02, 15/03/2011).

Zināmās konstrukcijas trūkums, kas ņemts par prototipu, ir palielināta turbīnas rotora aksiālā spēka vērtība, kas samazina turbīnas un dzinēja uzticamību kopumā, jo leņķiskā kontakta gultņa uzticamība ir zema. uztver palielinātu turbīnas rotora aksiālo spēku.

Pieteiktā izgudrojuma tehniskais rezultāts ir palielināt gāzturbīnas dzinēja zemspiediena turbīnas uzticamību, samazinot turbīnas rotora aksiālā spēka lielumu un nodrošinot aksiālā spēka stabilitāti, darbojoties pārejas apstākļos.

Norādītais tehniskais rezultāts tiek sasniegts ar to, ka gāzturbīnas dzinēja zemspiediena turbīnā, ieskaitot rotoru, stators ar aizmugurējo balstu, labirinta blīvējums, kas izgatavots ar iekšējiem un ārējiem atlokiem, kas uzstādīti uz statora aizmugurējā balsta. , turbīnas labirinta blīvējums ir veidots divos līmeņos, savukārt labirinta blīvējuma iekšējo slāni veido divas labirinta blīvējuma ķemmes, kas vērstas uz turbīnas asi, un labirinta blīvējuma iekšējā atloka darba virsma ir vērsta. uz turbīnas plūsmas ceļu, un labirinta blīvējuma ārējo slāni veido labirinta blīvējuma ķemmes, kas vērstas uz turbīnas plūsmas ceļu, un labirinta blīvējuma ārējā atloka darba virsma, kas vērsta uz turbīnas asi. turbīna un labirinta blīvējuma iekšējā līmeņa labirinta blīvējuma ķemmes ir izgatavotas ar paralēlām iekšējām sienām, starp kurām ir uzstādīts slāpēšanas gredzens, un labirinta blīvējuma ārējais atloks ir izgatavots ar ārēju slēgtu gredzenveida gaisa dobumu , savukārt starp turbīnas plūsmas ceļu un labirinta blīvējuma ārējo atloku atrodas gredzenveida barjeras siena, kas uzmontēta uz statora aizmugurējā balsta, un labirinta blīvējuma iekšējā atloka darba virsma atrodas tādā veidā. ka ir izpildīts šāds nosacījums:

kur D ir iekšējais diametrs pie turbīnas plūsmas ceļa izejas,

Labirinta blīvējums pie zemspiediena turbīnas izejas ir divpakāpju, blīvējuma līmeņus izkārtojot tā, lai iekšējo slāni veidotu divas labirinta blīvējuma ķemmīšgliemenes, kas vērstas pret turbīnas asi un labirinta blīvējuma iekšējās darba virsmu. atloks, kas vērsts pret turbīnas plūsmas ceļu, un ārējais slānis ir veidots virzīts uz labirinta plūsmas ceļa turbīnas blīvējuma ķemmēm un virzīts uz labirinta blīvējuma ārējā atloka turbīnas darba virsmu asi, ļauj nodrošināt uzticama labirinta blīvējuma darbība turbīnas pārejas režīmos, kas nodrošina aksiālā spēka, kas iedarbojas uz turbīnas rotoru, stabilitāti un palielina tā uzticamību.

Iekšējā blīvējuma līmeņa labirinta ar paralēlām iekšējām sienām, starp kurām uzstādīts amortizējošais gredzens, realizācija samazina vibrācijas spriegumus labirintā un samazina radiālās spraugas starp labirinta ķemmīšgliemēm un labirinta atlokiem. Ronis.

Labirinta blīvējuma ārējā atloka izpilde ar ārēju slēgtu gaisa dobumu, kā arī gredzenveida barjeras sienas izvietošana, kas uzstādīta uz aizmugurējā statora balsta starp turbīnas plūsmas ceļu un labirinta blīvējuma ārējo atloku. ievērojami samazināt labirinta blīvējuma ārējā atloka sildīšanas un dzesēšanas ātrumu pārejas režīmos, tādējādi tuvinot to labirinta blīvējuma ārējā līmeņa sildīšanas un dzesēšanas ātrumam, kas nodrošina radiālo atstarpju stabilitāti starp statoru un rotoru blīvē un palielina zemspiediena turbīnas uzticamību, saglabājot stabilu spiedienu izkraušanas pēcturbīnas dobumā.

Attiecības D/d=1,05 1,5 izvēle ir saistīta ar to, ka pie D/d<1,05 снижается надежность работы лабиринтного уплотнения из-за воздействия на уплотнение высокотемпературного газа, выходящего из турбины низкого давления.

Kad D/d>1,5 samazina gāzturbīnas dzinēja uzticamību, samazinot aksiālo izkraušanas spēku, kas iedarbojas uz zemspiediena turbīnas rotoru.

1. attēlā parādīts gāzturbīnas dzinēja zemspiediena turbīnas garengriezums.

2. attēls - elements I 1. attēlā palielinātā skatā.

3. attēls - elements II 2. attēlā palielinātā skatā.

Gāzes turbīnas dzinēja zemspiediena turbīna 1 sastāv no rotora 2 un statora 3 ar aizmugurējo balstu 4. Lai samazinātu aksiālos spēkus no gāzes spēkiem, kas iedarbojas uz rotoru 2 tā izejā, tiek izveidota paaugstināta spiediena izkraušanas dobums 6. , kas ir piepūsts ar gaisu kompresora starpposma dēļ (nav parādīts) un ir atdalīts no turbīnas 1 plūsmas ceļa 7 ar divu līmeņu labirinta blīvējumu, un blīvējuma labirints 8 ir fiksēts ar vītni. savienojums 9 uz rotora 2 pēdējās pakāpes 5 diska un labirinta blīvējuma iekšējais atloks 10 un ārējais atloks 11 ir piestiprināti pie statora 3 aizmugurējā balsta 4. Ir izveidots labirinta blīvējuma iekšējais slānis. ar iekšējā atloka 10 darba virsmu 12, kas vērsta (vērsta) pret turbīnas 1 plūsmas ceļu 7, un divas labirinta 8 blīvēšanas ķemmes 13, 14, kas vērstas pret turbīnas 1 asi 15. Iekšējās sienas 16 ,17 attiecīgi ķemmīšgliemenes 13, 14 ir izgatavotas paralēli viena otrai. Starp iekšējām sienām 16 un 17 ir uzstādīts amortizācijas gredzens 18, kas palīdz samazināt vibrācijas spriegumus labirintā 8 un samazina attiecīgi radiālās spraugas 19 un 20 starp rotora 2 labirintu 8 un atlokiem 10, 11. Labirinta blīvējuma ārējo slāni veido ārējā atloka 11 darba virsma 21, kas vērsta (pavērsta) pret turbīnas 1 asi 15, un labirinta 8 blīvējuma ķemmīšgliemenes 22, kas vērstas pret turbīnas 1 plūsmas ceļu 7. turbīna 1. Labirinta blīvējuma ārējais atloks 11 ir izgatavots ar ārējo slēgtu gredzenveida gaisa dobumu 23, ko no ārpuses ierobežo ārējā atloka 11 siena 24. Starp labirinta blīvējuma ārējā atloka 11 sienu 24 un turbīnas 1 plūsmas ceļš 7 ir gredzenveida barjeras siena 25, kas uzstādīta uz statora 3 aizmugurējā balsta 4 un aizsargā ārējo atloku 11 no augstas temperatūras gāzes plūsmas 26, kas plūst turbīnas 1 plūsmas ceļā 7.

Labirinta blīvējuma iekšējā atloka 10 darba virsma 12 atrodas tā, lai tiktu izpildīts nosacījums:

kur D ir turbīnas 1 plūsmas daļas 7 iekšējais diametrs (pie plūsmas daļas 7 izejas);

d ir labirinta blīvējuma iekšējā atloka 10 darba virsmas 12 diametrs.

Ierīce darbojas šādi.

Zemspiediena turbīnas 1 darbības laikā labirinta blīvējuma ārējā atloka 11 temperatūras stāvokli var ietekmēt gāzes plūsmas 26 temperatūras izmaiņas turbīnas 1 plūsmas ceļā 7, kas var būtiski mainīties. radiālais klīrenss 19 un aksiālais spēks, kas iedarbojas uz rotoru 2, mainoties gaisa spiedienam izkraušanas dobumā 6. Tomēr tas nenotiek, jo labirinta blīvējuma iekšējās kārtas iekšējais atloks 10 nav pieejams. gāzes plūsmas 26 ietekme, kas veicina radiālās atstarpes 20 stabilitāti starp iekšējo atloku 10 un labirinta ķemmēm 13, 14, kā arī spiediena stabilitāti dobumā 6 un iedarbojošā aksiālā spēka stabilitāti. uz 1. turbīnas 2. rotora.

PRETENZIJA

Gāzes turbīnas dzinēja zemspiediena turbīna, ieskaitot rotoru, statoru ar aizmugurējo balstu, labirinta blīvējumu ar iekšējo un ārējo atloku, kas uzstādīts uz statora aizmugurējā balsta, kas raksturīgs ar to, ka ir izgatavots turbīnas labirinta blīvējums divos līmeņos, savukārt labirinta blīvējuma iekšējo slāni veido divas labirinta blīvējuma ķemmes, kas vērstas uz turbīnas asi, un labirinta blīvējuma iekšējā atloka darba virsmu, kas vērsta uz turbīnas plūsmas ceļu, un labirinta blīvējuma ārējo slāni veido labirinta blīvējuma ķemmes, kas vērstas uz turbīnas plūsmas ceļu, un labirinta blīvējuma ārējā atloka darba virsma, kas vērsta uz turbīnas asi, un ķemmīšgliemeņu blīvējums labirinta blīvējuma iekšējās kārtas labirinta ir izgatavoti ar paralēlām iekšējām sienām, starp kurām ir uzstādīts amortizācijas gredzens, un labirinta blīvējuma ārējais atloks ir izgatavots ar ārējo slēgtu gredzenveida gaisa dobumu, savukārt starp plūsmas ceļu turbīnai un labirinta blīvējuma ārējam atlokam ir gredzenveida barjeras siena, kas uzstādīta uz aizmugurējā statora balsta, un labirinta blīvējuma iekšējā atloka darba virsma atrodas tā, lai izpildītu šādu nosacījumu:

D/d=1,05 1,5, kur

D ir iekšējais diametrs pie turbīnas plūsmas ceļa izejas,

d ir labirinta blīvējuma iekšējā atloka darba virsmas diametrs.

2006. gadā Permas mašīnbūves kompleksa vadība un OAO teritoriālais ražošanas uzņēmums Nr. 9 (Permas filiāle) parakstīja līgumu par gāzes turbīnu spēkstacijas GTES-16PA ražošanu un piegādi uz GTE-16PA bāzes ar PS- 90EU-16A dzinējs.

Mēs lūdzām Daniilu SULIMOVU, Aviadvigatel AS ģenerāldizainera vietnieku-galveno konstruktoru, pastāstīt par galvenajām atšķirībām starp jauno dzinēju un esošo PS-90AGP-2.

Galvenā atšķirība starp GTE-16PA rūpnīcu un esošo GTU-16PER ir jaudas turbīnas izmantošana ar griešanās ātrumu 3000 apgr./min (nevis 5300 apgr./min). Rotācijas ātruma samazināšana ļauj atteikties no dārgās pārnesumkārbas un palielināt gāzes turbīnas iekārtas uzticamību kopumā.

GTU-16PER un GTE-16PA dzinēju specifikācijas (saskaņā ar ISO nosacījumiem)

Spēka turbīnas galveno parametru optimizācija

Brīvās turbīnas (ST) pamatparametri: diametrs, plūsmas ceļš, pakāpju skaits, aerodinamiskā efektivitāte ir optimizēti, lai samazinātu tiešās ekspluatācijas izmaksas.

Ekspluatācijas izmaksas ietver ST iegādes izmaksas un izmaksas noteiktam (klientam pieņemamam kā atmaksāšanās periodam) darbības periodam. Pasūtītājam labi redzamā atmaksāšanās perioda izvēle (ne vairāk kā 3 gadi) ļāva realizēt ekonomiski pamatotu dizainu.

Brīvās turbīnas optimālā varianta izvēle konkrētam lietojumam kā daļa no GTE-16PA tika veikta dzinēja sistēmā kopumā, pamatojoties uz katra varianta tiešo ekspluatācijas izmaksu salīdzinājumu.

Izmantojot ST viendimensionālo modelēšanu, sasniedzamais ST aerodinamiskās efektivitātes līmenis tika noteikts pēc vidējā diametra diskrēti noteiktam posmu skaitam. Šim variantam tika izvēlēta optimālā plūsmas daļa. Asmeņu skaits, ņemot vērā to būtisko ietekmi uz izmaksām, tika izvēlēts no nosacījuma nodrošināt Zweifel aerodinamisko slodzes koeficientu, kas vienāds ar vienu.

Pamatojoties uz izvēlēto plūsmas ceļu, tika aprēķināts SP svars un ražošanas izmaksas. Pēc tam tika salīdzinātas turbīnu iespējas dzinēja sistēmā tiešo ekspluatācijas izmaksu izteiksmē.

Izvēloties ST posmu skaitu, tiek ņemtas vērā efektivitātes izmaiņas, iegādes un ekspluatācijas izmaksas (degvielas izmaksas).

Iegādes izmaksas vienmērīgi pieaug līdz ar pašizmaksas pieaugumu, palielinoties soļu skaitam. Līdzīgā veidā aug arī realizētā lietderība - aerodinamiskās slodzes samazināšanās rezultātā uz skatuves. Ekspluatācijas izmaksas (degvielas komponents) samazinās, palielinoties efektivitātei. Tomēr kopējām izmaksām ir skaidrs minimums četros jaudas turbīnas posmos.

Aprēķinos tika ņemta vērā gan mūsu pašu izstrādes pieredze, gan citu uzņēmumu pieredze (ieviesta konkrētos projektos), kas ļāva nodrošināt tāmju objektivitāti.

Galīgajā projektā, palielinot slodzi uz posmu un samazinot ST efektivitāti no maksimālās sasniedzamās vērtības par aptuveni 1%, bija iespējams samazināt pasūtītāja kopējās izmaksas par gandrīz 20%. Tas tika panākts, samazinot turbīnas izmaksas un cenu par 26%, salīdzinot ar variantu ar maksimālu efektivitāti.

Aerodinamiskā konstrukcija ST

Jaunā ST augstā aerodinamiskā efektivitāte pie pietiekami lielas slodzes panākta, izmantojot AS Aviadvigatel pieredzi zemspiediena turbīnu un spēka turbīnu izstrādē, kā arī vairākpakāpju telpisko aerodinamisko modeļu izmantošanu, izmantojot Eilera vienādojumus. (bez viskozitātes) un Navier-Stokes (ņemot vērā viskozitāti).

Jaudas turbīnu GTE-16PA un HPP Rolls-Royce parametru salīdzinājums

ST GTE-16PA un modernākās Rolls-Royce TRD saimes TRD (Smita diagramma) parametru salīdzinājums liecina, ka plūsmas griešanās leņķa ziņā lāpstiņās (aptuveni 1050) jaunais ST atrodas pie Rolls-Royce turbīnu līmenis. Stingra svara ierobežojuma trūkums, kas raksturīgs gaisa kuģu konstrukcijām, ļāva nedaudz samazināt slodzes koeficientu dH/U2, palielinot diametru un apkārtmēra ātrumu. Izejas ātruma vērtība (tipiska zemes konstrukcijām) ļāva samazināt relatīvo aksiālo ātrumu. Kopumā projektētās ST potenciāls realizēt efektivitāti ir Trentu ģimenes posmiem raksturīgajā līmenī.

Projektētā ST aerodinamikas īpatnība ir arī nodrošināt optimālu turbīnas efektivitātes vērtību pie daļējas jaudas režīmiem, kas raksturīgi darbībai bāzes režīmā.

Saglabājot rotācijas ātrumu, ST slodzes izmaiņas (samazinājums) palielina trieciena leņķus (gāzes plūsmas virziena novirze pie ieejas uz lāpstiņām no aprēķinātās vērtības) pie ieplūdes uz asmeņu apmales. Parādās negatīvi uzbrukuma leņķi, visnozīmīgākie turbīnas pēdējos posmos.

ST lāpstiņu rindu konstrukcija ar augstu noturību pret trieciena leņķu izmaiņām tiek nodrošināta ar īpašu rindu profilēšanu ar papildus aerodinamisko zudumu stabilitātes pārbaudi (saskaņā ar 2D/3D Navier-Stokes aerodinamiskajiem modeļiem) pie lieliem ieplūdes plūsmas leņķiem.

Rezultātā jaunā ST analītiskie raksturlielumi parādīja ievērojamu izturību pret negatīviem uzbrukuma leņķiem, kā arī iespēju izmantot ST, lai darbinātu ģeneratorus, kas ražo strāvu ar frekvenci 60 Hz (ar griešanās ātrumu 3600 apgr./min.) , tas ir, iespēja palielināt rotācijas ātrumu par 20% bez manāma efektivitātes zuduma. Tomēr šajā gadījumā zemas jaudas režīmos efektivitātes zudums ir praktiski neizbēgams (kas noved pie papildu negatīvo uzbrukuma leņķu palielināšanās).
ST dizaina iezīmes
Lai samazinātu ST materiālu patēriņu un svaru, tika izmantotas pārbaudītas aviācijas pieejas turbīnu projektēšanai. Rezultātā rotora masa, neskatoties uz diametra un pakāpju skaita palielināšanos, izrādījās vienāda ar GTU-16PER jaudas turbīnas rotora masu. Tas nodrošināja būtisku transmisiju unifikāciju, tika unificēta arī eļļas sistēma, balstu spiediena sistēma un dzesēšanas sistēma.
Ir palielināts transmisijas gultņu spiediena palielināšanai izmantotā gaisa daudzums un kvalitāte, tostarp tā tīrīšana un dzesēšana. Tika uzlabota arī transmisijas gultņu eļļošanas kvalitāte, izmantojot filtra elementus ar filtrācijas smalkumu līdz 6 mikroniem.
Lai palielinātu jaunā GTE darbības pievilcību, ir ieviesta īpaši izstrādāta vadības sistēma, kas ļauj klientam izmantot turbo-paplašinātāju (gaiss un gāze) un hidraulisko palaišanas veidus.
Dzinēja svara un izmēra raksturlielumi ļauj tā novietošanai izmantot GTES-16P iepakotās spēkstacijas sērijveida dizainus.
Trokšņa un siltumizolācijas korpuss (kad tiek novietots kapitāltelpās) nodrošina GTPP akustiskās īpašības sanitārajos standartos paredzētajā līmenī.
Pirmajam dzinējam pašlaik tiek veikta virkne īpašu testu. Dzinēja gāzes ģenerators jau ir izturējis pirmo ekvivalento-ciklisko pārbaužu posmu un sācis otro posmu pēc tehniskā stāvokļa pārskatīšanas, kas tiks pabeigts 2007.gada pavasarī.

Jaudas turbīna kā daļa no pilna izmēra dzinēja izturēja pirmo īpašo testu, kura laikā tika ņemti 7 droseles raksturlielumi un citi eksperimentālie dati.
Pēc pārbaudes rezultātiem izdarīts slēdziens par ST darbināmību un atbilstību deklarētajiem parametriem.
Turklāt saskaņā ar testu rezultātiem tika veiktas dažas korekcijas ST konstrukcijā, tostarp mainīta korpusu dzesēšanas sistēma, lai samazinātu siltuma izdalīšanos stacijas telpā un nodrošinātu ugunsdrošību, kā arī optimizētu radiālo atstarpes, lai palielinātu efektivitāti, pielāgotu aksiālo spēku.
Nākamā jaudas turbīnas pārbaude ir paredzēta 2007. gada vasarā.

Gāzes turbīnu rūpnīca GTE-16PA
īpašu pārbaužu priekšvakarā