Вопрос 7. Характеристики турбины

Можно представить в виде

С увеличение возрастает и растут скорости . До точки А работа возрастает за счет роста согласно формуле . На участке АВ возрастание происходит за счет расширение газа в косом срезе СА. Дальнейшее увеличение не приводит к росту скорости в СА, а дальнейшее увеличение работы линии ВС будет происходить за счет увеличение скорости из-за расширения газа в косом срезе РК. В точке С полностью исчерпается расширяющая способность косого среза РК.

В точке С и достигает своего мах значения, происходит запирание турбины по работе запас турбины по работе величина которого определяет возможность регулирования ее работы, доводки на этапе доводочных работ при изменении путем изменения площади второго критического сечения турбины.

Если турбина охлаждаемая, то при расчетах необходимо учитывать влияние охлаждения на КПД, следовательно вводится понятие эффективной глубины охлаждения лопатки

Вопрос 8. Регулирование турбин.

2 способа:

1. Геометрическое регулирование (Поворот лопаток)

2. Многокаскадность

При геометрическом регулировании поворот лопаток СА на 1° приводит к изменению пропускной способности турбины на 2-3%. При этом кпд турбины существенно не изменяется до углов поворота ±5°, а затем резко падает.

Регулирование СА первой ступени никогда не применяется при работе. Данный способ используется только при сборке и отладке двигателя. На практике используют регулирование лопаток турбины 2-го критич. сечения. (силовой турбины)

Многокаскадность.

П ри делении на 2 каскада турбина высокого давления при избытке мощности разгоняется и выводит ΔКВД в нужное положение. ТНД при этом тормозится и тормозит КНД соответственно улучшая его Δ

‘ – при падении π_т

_(*) Турбина

_{Компрессор}

‘ – при падении π_т

_{На нерасчетных режимах на турбине снижается перепад давлений, падает плотность, → площадь F4 , выбранная для расчетного режима становится слишком большой, вследствие чего происходит перераспределение перепадов по ступеням, изменяется Δскоростей → углы атаки. Из (*) → что при F3 и F4 =const, с понижением πт будет изменяться соотношение , при этом будет снижаться быстрее чем . Наибольшее изменение осевых скоростей происходит на последней ступени, наименьшее – на первой. Это приводит к тому, что углы атаки на первых ступенях изменятся несущественно или вообще не изменятся, а на последних ступенях Δ становится компрессорным. И таким образом восстановление оптимальных углов атаки на ступени ВД и НД достигается путем изменения частоты их вращения относительно друг друга. При этом потребность в снижении частоты вращения КНД совпадает с потребностью снижения частоты вращения ТНД. А на КВД и ТВД необходимо увеличить частоту соответственно разбив турбину по каскадам.}

Вопрос 9. Характеристики выходных устройств.

Выходные устройства:

1. Стационарные

2. Авиационные

1. Стационарные: затурбинный диффузор

Конструктивно возможно 2 варианта выполнения затурбинных диффузоров.

1ый лучше

n=3 – число стоек

3. Выходные устройства авиационных двигателей.

Они же реактивные сопла, включают в себя переходник, узлы реверсирования (отклонение вектора тяги), элементы шумоглушения, элементы конструкции, служащие для плавного сопряжения с элементами мотогандолы, система подачи воздуха для охлаждения. Основное назначение раективного сопла – преобразование тепловой и потенциальной энергии в кинетическую энергию вытекающей струи с min потерями. Является силовым элементом конструкции двигателя. Воспринимает радиальные и осевые нагрузки, возникающие от массовых и газовых сил при эксплуатации.

По конструкции делятся:

1. Сопла Лаваля

2. Сопла с центральным телом

3. Ижекторные сопла

4. Суживающиеся сопла

5. Сопла с косым срезом

Сопло Лаваля:

1 – первичные створки для регулирования критического сечения

2 – вторичные створки для регулирования степени понижения сопла

3 – внешние регулируемые створки

4 – обечайка

5 – обтекатель гондолы

Параметры, характеризующие сопла:

1. Коэффициент расхода , G_г отличается от G_г.теор: потери скорости в пограничном слое и неравномерности потока.

2. Коэф. Тяги

Идеальное: расширение в сопле происходит без потерь, отсутствуют скачки уплотнений и нет вязкостного трения.