Занятие № 1. «Общие сведения о компрессорах...

Занятие № 1. «Общие сведения о компрессорах авиационных ГТД»

Вопросы: 1. Назначение, классификация и требования,

предъявляемые к компрессорам.2. Схема и принцип действия ступени осевого компрессора.3. Характеристики компрессоров.

Тема 10. «Компрессоры авиационных ГТД»

Классификация компрессоров:По принципу работы:

-осевые;- центробежные;- осецентробежные.

По количеству каскадов (роторов):- однокаскадные (однороторные);- двухкаскадные (двухроторные);- трехкаскадные (трехроторные).

По скорости воздуха в проточной части ступени - дозвуковые; - трансзвуковые; - сверхзвуковые.

Требования: - высокий КПД при минимальной работе, подводимой к компрессору и максимальном повышении давления;

- малые масса и габариты;

- устойчивая работа в заданных условиях эксплуатации;

- обеспечение в заданных условиях эксплуатации требуемой степени повышения давления и расхода воздуха;

- общие требования к механизмам: надежность, безопасность и т.д.

Вопрос 1 end

Вопрос 1. Назначение, классификация и требования, предъявляемые к компрессорам

Схема ступени осевого компрессора

А↓ А↓

W

с

р

Т

1 2 3

р*

Т*

Рис. 4.1. Ступень осевого компрессора

Вопрос 2

Вопрос 2. Схема и принцип действия ступени осевого компрессора

β

α

u

c1

c2 w1

w2

u

c3

РК НА

f1РК

f3НА

f2НА

f2РК

R

1 2 3

Р

Ра

t

α

w3

u

Рu

Рис. 4.2. Решетка профилей осевого компрессора

R=Gв(w2 - w1)→ → →

Вопрос 2


Угол натекания

-iw

w`

+i

w

w

wЦБ силы

инерции потока

Рис. 4.4. Обтекание лопаток компрессора при изменении угла

натекания i

Рис. 4.3. Угол натекания потока на лопатку компрессора

Вопрос 2


Работа, подводимая к воздуху в ступени компрессора

Для РК: трРКполРКРК Lсс

LL

2

21

22

трНАполНА Lсс

L

2

022

23Для НА: трНАполНА LL

сс

2

23

22→

Работа, подводимая к воздуху в ступени равна работе, подводимой в РК.

трСТполСТРКСТ Lсс

LLL

2

21

23

Для идеального двигателя 02

21

23 сс → LСТ = LполСТ + LтрСТ

Вопрос 2


Составные части работы трения (гидравлические потери)

профильные – потери, связанные с образованием пограничного слоя на профиле

Рис. 4.5. Профильные потери энергии

концевые – потери, связанные с образованием пограничного слоя на стенках, ограничивающих проточную часть компрессора

Рис. 4.6. Концевые потери энергии

вторичные - потери, связанные с образованием вторичных парных вихрей и

перетеканием воздуха над пером лопатки

Рис. 4.7. Вторичные потери энергии

Вопрос 1


Работа, затрачиваемая на вращение рабочего колеса компрессора

W1

W2

Рa

Рu

Р

W2U

W1U

U

U

)( 12 wwGР в

Рис. 4.8. Обтекание воздухом лопаток рабочего колеса.

)()( 1212 uuвuuвu ссGwwGP

Сила, действующая на лопатки со стороны потока:

)( 12 uuвu ссGR Момент силы, приложенной на среднем радиусе:

)()()(

1212

21

22

uuuuсрв

срuuв

в

uСТ ссuссr

G

rссG

G

МL

срucu

срuwu

с1u

с1

с2u

с2

R

срuuвсрuu rссGrRM )( 12

двЦКСТ PLf

fw **

1

2

дввЦКСТ PGLu ,**

Сила, действующая на поток со стороны лопаток :

Вопрос 1


Применение ВНА

c1

w1

uсв

ВНА РК

fв f1вна

В 1

iкр

iopt

Без ВНА

С ВНА

c1

Рис. 4.9. Решетка профилей осевого компрессора с ВНА

u

Вопрос 1


Термодинамические процессы в ступени осевого компрессора

р

1

< Т2

3ад 3

2ад2

ΔLтр

Lсж

υ

Lпол сж = Lад сж + ΔLтр

Т1

Адиабатический КПД ступени

трСТполСТ

адСТ

СТ

адСТадСТ LL

L

L

L

Оценивает гидравлические потери в компрессоре. Показывает, какая часть подведенной работы затрачивается на повышение давления.

Степень реактивности

адСТ

адРК

L

L

Оценивает распределение работы адиабатического сжатия между рабочим колесом и направляющим аппаратом.

Вопрос 2 end


Нормальные характеристики компрессора

Gв- var

n - var

1 3 c

u

w

f3f1

Рис. 4.12. Деформация треугольников скоростей в зависимости от Gв

Рис. 4.13. Изменение площади канала c увеличением i

Рис. 4.11. Схема установки для получения нормальных характеристик

компрессора

2

1. Gв = Gв расч i = iopt , ηк* = ηк*макс

2. Gв > Gв расч Gв↑→ с↑→ i < iopt → Lтр↑>Lтр расч → ηк*↓, πк* ↓

3. Gв < Gв расч Gв↓ → с↓→ i > iopt → πк*↑ При i > iкр – срыв со спинки → ηк*↓, πк* ↓.

ηк*

πк* πк

*

ηк*

Напорная кривая

Gв min Gв расч Gв max Gв

i = iкр i = iopt c = a (w = a) Рис. 4.14. Нормальные характеристики

компрессора

constТconstрприnGfnGf вввквк ** ,),(),,(

Вопрос 3

Вопрос 3. Характеристики компрессоров

Приведенные (универсальные) характеристики компрессоров

а

сМ

вс

Критерии приведения: равенство чисел Маха и подобие треугольников скоростей (равенство углов ά и β)

а

uМ

вu вТ

n~

в

вв

в

вв

вв

вв

в

в

p

TG

fpT

RTGpRT

fТ

fс

T

c~

'1~

*вТ

n

*

*

в

вв

p

TG

~

~

Приведенные параметры – это параметры компрессора, которые были бы при работе его в САУ, чтобы режим его работы был подобен режиму при данных рв* и Тв*.

*

288

впр T

nn

288

101320 *

*в

ввпрв

Т

рGG

Приведенные обороты

Приведенный расход воздуха

Вопрос 3


Приведенные (универсальные) характеристики компрессоров

Н

ВГ

Г

πк1

З

З

πк4

πк3

πк2

ηк1

ηк2

ηк3

nпр1

nпр2

nпр4

nпр3

η*к

π*к

Gв прGв пр рабGв пр гр

О

О

ηк4

Р

π*к гр

π*к раб

%100)1(*

*

рабв

к

грв

к

у

G

GК

Рис. 4.15. Приведенные (универсальные) характеристики компрессора

Вопрос 3 end


Занятие № 1. «Общие сведения о компрессорах...

Documents

Transcript of Занятие № 1. «Общие сведения о компрессорах...