Лабораторная работа №8 «Ротор осевой турбины»
Цель работы: изучение конструкции, принципа действия и основных
геометрических характеристик ротора осевой турбины ГТД.
Ротор осевой турбины обеспечивает преобразование кинетической и
потенциальной энергии газа в механическую.
К числу основных параметров ротора турбины ГТД относятся:
число рабочих колес (ступеней);
число лопаток в каждом рабочем колесе;
способ крепления лопаток к диску;
способ соединения дисков между собой и валом;
геометрические характеристики рабочих колес.
В газотурбинных двигателях преимущественное применение получили
роторы дискового типа, обеспечивающие хорошую работоспособность при больших окружных скоростях и высокой температуре газа.
Ротор осевой турбины обеспечивает преобразование кинетической и потенциальной энергии газа в механическую.
Характеристика ступени
|
Ступень |
Ступень |
Количество лопаток |
133 |
51 |
Диаметр наружный D, мм внутренний d, мм |
390 290 |
610 230 |
Высота лопатки l=(D - d)/2, мм |
50 |
190 |
Хорда лопатки b, мм |
14 |
28 |
Шаг лопатки на внутреннем диаметре t = d /z, мм на наружном диаметре t = D /z, мм на среднем диаметре t = (D +d )/2z, мм |
6,84 9,2 8 |
14,1 37,5 25,8 |
Относительная длина лопатки l/D |
0,126 |
0,31 |
Относительное удлинение l/bср |
3,57 |
6,78 |
Густота решетки bср/t |
1,75 |
1,08 |
Ответы на контрольные вопросы
1. К числу основных составных частей ротора относятся диски с
лопатками (рабочие колеса), валы, цапфы, промежуточные кольцевые проставки и ряд других деталей.
2. На полотне предусматривается выполнение фланцев для крепления
дисков между собой и с валами и цапфами, буртов крепления колец лабиринтных уплотнений и балансировочных грузиков
3. Для охлаждения дисков используют различные конструктивные
приемы, позволяющие снизить разность температур вдоль радиуса, уровень температурных напряжений. Например, организуют подвод воздуха вдоль полотна для охлаждения как самого диска, так и рабочих лопаток, использует обдув обода диска, продувку воздуха через монтажные зазоры елочных замков.
4. В ГТД, кроме турбины привода компрессора, имеется свободная
(силовая) турбина. Она служит для создания крутящего момента, передаваемого через редуктор потребителю.
5. Для изготовления дисков роторов применяют жаропрочные стали
типа 4Х12Н8Г8МФБ, ЭИ 424, если температура обода не превышает 875-925 К. При температурах выше 1000 К используют хромоникелевые сплавы. Валы турбин изготовляются из стали типа 18ХНВА или 40ХМЮА.