Ответы на контрольные вопросы
1.В дозвуковых компрессорах каналы, образованные рабочими
лопатками, являются сужающими, а межлопаточные каналы направляющих аппаратов –расширяющимися.
2. Толщина профиля в сечении лопатки Сmax уменьшается, как
правило, от корневых сечений к периферии.
3. Как консольные, так и двухопорные направляющие лопатки могут
быть изготовлены поворотными, что позволяет изменять угол их установки в зависимости от режима работы компрессора. При этом каждая лопатка имеет рычаг для автоматического изменения угла установки.
4. Вторую опору имеют только рабочие лопатки первых ступеней
мощных судовых ГТД. Она образовывается или специальной бандажной проволокой или бандажными полками, выполняемыми на пере лопатки вблизи ее наружного торца.
5. В подавляющем числе случаев рабочие лопатки осевых
компрессоров имеют трапециевидный в поперечном сечении хвостовик, называемый «ласточкиным хвостом».
6. Рабочие лопатки изготавливают из алюминиевых сплавов, титана
или специальных сталей. Рабочие лопатки 1, иногда 2 ступеней мощных судовых ГТД могут быть изготовлены из композиционных материалов, например углепластиков. Для изготовления направляющих лопаток используются алюминиевые и титановые сплавы или специальные стали.
Лабораторная работа №6 «Лопатки осевых турбин»
Цель работы: изучение конструкции сопловых и рабочих лопаток
газовых турбин, методов и схем их охлаждения, определение их абсолютных и относительных размеров.
Лопатки газовых турбин образуют межлопаточные каналы сопловых
аппаратов и рабочих колес, в которых происходит последовательное преобразование потенциальной и кинетической энергии газа, подведенного к турбине из камеры сгорания, в механическую энергию вращающегося ротора.
Так же, как и компрессорные лопатки, они состоят из пера и элементов
крепления к ротору или корпусу соплового аппарата (хвостовики) и имеют те же конструктивные характеристики. При этом в пределах одного рабочего колеса и соответственно соплового аппарата лопатки имеют одинаковую конструкцию и размеры (отличаются только в пределах технологических допусков).
Часто сопловой аппарат образован соединением в специальном корпусе
нескольких групп лопаток, каждая из которых отлита как единое целое.
Сопловые и рабочие лопатки охлаждаются следующими методами:
теплопроводностью –отвод тепла без использования специального хладоагента в корпус турбины (сопловые лопатки) и через хвостовик в диск колеса (рабочие лопатки);
конвективное охлаждение с использованием хладоагента (чаще всего воздуха, движущегося вспециальных каналах охлаждения);
заградительные (выдув и последующее движение воздушной завесы вдоль наружной поверхности лопатки);
конвективно-заградительное с выдувом охлаждающего воздуха в пограничный слой лопаток.
В современных ГТД доминирует открытаясистема воздушного
охлаждения BГT. Это обусловлено ее простотой и высокой надежностью.
Рисунок 6.1 – неохлаждаемая рабочая лопатка
Рисунок 6.2 –охлаждаемая рабочая лопатка
Рисунок 6.3 –охлаждаемая рабочая лопатка
Рисунок 6.4 – неохлаждаемая сопловая лопатка
Рисунок 6.5 –охлаждаемая сопловая лопатка
Параметры Лопаток осевого компрессора |
Ступень № |
||||
Неохлаждаемые рабочие лопатки |
|||||
Количество опор рабочей лопатки |
1 |
||||
Тип хвостовика рабочей лопатки |
Ёлочка |
||||
Полная длина рабочей лопатки, мм |
54 |
||||
Длина пера рабочей лопатки, мм |
37 |
||||
Длина замковой части рабочей лопатки, мм |
17 |
||||
Длина хорды рабочей лопатки, мм на периферии в среднем сечении в корневом сечении |
33 29 28 |
||||
Радиусы входной и выходной кромок рабочей лопатки, мм на периферии в среднем сечении в корневом сечении |
вх |
вых |
|||
0,5 1 2,5 |
0,5 0,75 1 |
||||
Угол установки профиля рабочей лопатки, на периферии в среднем сечении в корневом сечении |
30 25 20 |
||||
Ширина сечения рабочей лопатки, мм на периферии в среднем сечении в корневом сечении |
22 24 26 |
||||
Толщина профиля рабочей лопатки на периферии в средней части в корневой части |
1.5 2.5 3.5 |
||||
Тип бандажной связи, количество лабиринтных усиков на поверхности бандажной полки |
- |
||||
Размеры бандажной полки |
- |
||||
Относительная длина рабочей лопатки l/bср |
2,25 |
||||
Относительная толщина рабочей лопатки Сmax/ b |
0,146 |
||||
Охлаждаемые рабочие лопатки |
|||||
Количество опор рабочей лопатки |
1 |
||||
Тип хвостовика рабочей лопатки |
Елочка |
||||
Полная длина рабочей лопатки, мм |
320 |
||||
Длина пера рабочей лопатки, мм |
183 |
||||
Длина замковой части рабочей лопатки, мм |
137 |
||||
Длина хорды рабочей лопатки, мм на периферии в среднем сечении в корневом сечении |
113 115 118 |
||||
Радиусы входной и выходной кромок рабочей лопатки, мм на периферии в среднем сечении в корневом сечении |
вх |
вых |
|||
6 8,5 10 |
2 3 4 |
||||
Угол установки профиля рабочей лопатки, на периферии в среднем сечении в корневом сечении |
20 22 25 |
||||
Ширина сечения рабочей лопатки, мм на периферии в среднем сечении в корневом сечении |
103 109 112 |
||||
Толщина профиля рабочей лопатки на периферии в средней части в корневой части |
21 23 25 |
||||
Тип бандажной связи, количество лабиринтных усиков на поверхности бандажной полки |
- |
||||
Размеры бандажной полки |
- |
||||
Относительная длина рабочей лопатки l/bср |
1,67 |
||||
Относительная толщина рабочей лопатки Сmax/ b |
0,23 |
||||
Количество, размеры каналов в лопатке для охлаждающего воздуха, мм подвод воздуха (замковая часть) отвод воздуха (перо лопатки и ее выходная кромка) |
См рисунки 6.2 и 6.3
|
||||
Неохлаждаемые сопловые лопатки |
|||||
Длина пера сопловой лопатки, мм |
31 |
||||
Длина хорды сопловой лопатки, мм на периферии в средней сечении в корневой сечении |
32 31 29 |
||||
Радиусы входной и выходной кромок сопловой лопатки, мм на периферии в среднем сечении в корневом сечении |
вх |
вых |
|||
0,75 0,75 0,75 |
0,25 0,25 0,25 |
||||
Угол установки профиля, на периферии в среднем сечении в корневом сечении |
2,37 2,37 2,37 |
||||
Ширина сечения сопловой лопатки, мм на периферии в среднем сечении в корневом сечении |
32 30 28 |
||||
Толщина профиля на периферии в среднем части в корневом части |
3 3 3 |
||||
Относительная длина сопловой лопатки l/bср |
1,03 |
||||
Относительная толщина сопловой лопатки Сmax/ b |
0,15 |
||||
Охлаждаемые сопловые лопатки |
|||||
Длина пера сопловой лопатки, мм |
45 |
||||
Длина хорды сопловой лопатки, мм на периферии в средней сечении в корневой сечении |
94 94 94 |
||||
Радиусы входной и выходной кромок сопловой лопатки, мм на периферии в среднем сечении в корневом сечении |
вх |
вых |
|||
6 6 6 |
1,5 1,5 1,5 |
||||
Угол установки профиля, на периферии в среднем сечении в корневом сечении |
2,37 2,37 2,37 |
||||
Ширина сечения сопловой лопатки, мм на периферии в среднем сечении в корневом сечении |
18 18 18 |
||||
Толщина профиля на периферии в среднем части в корневом части |
|
||||
Относительная длина сопловой лопатки l/bср |
2,5 |
||||
Относительная толщина сопловой лопатки Сmax/ b |
|
||||
Количество, размеры каналов в лопатке для охлаждающего воздуха, мм подвод воздуха (торцевые поверхности лопатки) отвод воздуха (перо лопатки и ее выходная кромка) |
См. рисунок 6.5 |
||||