1 Понятие лопаточной машины.

Лопаточной машиной называется устройство, в проточной части которого осуществляется подвод (или отвод) механической энергии к потоку рабочего тела, проходящего через машину.

Принцип действия ЛМ основан на эффекте взаимодействия лопасти с потоком рабочего тела.

Вбить формулу Р=

Основным элементом ЛМ является лопатка, позволяющая осуществлять взаимодействие с потоком рабочего тела. Лопатки выполнены в виде слабоизогнутых лопастей, направленных под углом к потоку рабочего тела, и принудительно вращаются с окружной скоростью u.

Лопатка состоит из пера лопатки и замка, с помощью которого она крепится в ободе или диске. Совокупность лопаток, установленных в ободе или диске, называется лопаточным венцом.

2 Основные требования, предъявляемые лм.

Основными требованиями к ЛМ являются:

а) минимальные габаритные размеры и масса;

б) высокий кпд;

в) благоприятное протекание характеристик;

г) надежность и живучесть;

д) технологичность, мобильность создания и возможность модернизации.

Создание ЛМ с минимальными массой и габаритами становится важнейшей задачей современного авиадвигателестроения.

Высокий кпд ЛМ и благоприятное протекание их характеристик диктуются соображениями получения высоких показателей эффективности ГТД в целом, а также многорежимным характером его работы.

Надежность и живучесть – специфические требования, характерные для авиационной техники, и включают вопросы прочности, а также износа элементов ЛМ.

Технологичность, мобильность создания и возможность модернизации предполагают использование методов и приемов передовой технологии в процессе изготовления ЛМ. Цель – снижение стоимости двигателя в целом.

3 Одномерная схема течения газа в лопаточных машинах.

Математической моделью ЛМ называется принятая схема рабочего процесса в ней и система уравнений, описывающих этот процесс. Простейшей моделью является одномерная модель ЛМ, которая по форме представляет собой тело вращения, ограниченное двумя поверхностями вращения: наружной (поверхность статора) и внутренней (поверхность ротора).

Через произвольное сечение iЛМ, имеющее кольцевую форму, со скоростью переносится масса рабочего тела . При этом в Кк рабочему телу осуществляется подвод работы , а в Т от рабочего тела отводится работа . В расчетных сечениях принимаются некоторые средние значения термогазодинамических параметров, так как поток считается установившимся и равномерным.

4 Двухмерная схема течения газа в лопаточных машинах.

Для проведения анализа взаимодействия лопатки с потоком рабочего тела выделим элементарную ступень. Она представляет собой ступень с радиальной протяженностью , в пределах которой параметры потока не меняются вдоль оси or.

Изобразим план скоростей в решетках элементарных ступеней К и Т. В контрольном сечении 1 – 1 абсолютная скорость равна векторной сумме относительной и переносной скоростей, то есть В РК К и Т происходит поворот потока, и в относительном движении скорость на выходе имеет значение . При этом в РК К поток в относительном движении тормозится , так как межлопаточные каналы выполняются диффузорными, а в РК поток в относительном движении, продолжая расширятся, разгоняется так как межлопаточные каналы выполняются конфузорными. Абсолютная скорость на выходе из РК к и Т также находится векторным сложением: План скоростей К и Т показывает, что на выходе из РК К , а в Т – наоборот, то есть .К и Т являются обращенными машинами. Это значит, что рабочий процесс в них аналогичен, но обращен, а, следовательно, система уравнений, описывающих двухмерную модель ЛМ, является универсальной.