42. Основные показатели работы и параметры турбомашин. Требования, предъявляемые к компрессорам и турбинам.

Требования, предъявляемые к лопаточным машинам

Основными требованиями к ЛМ авиационных ГТД являются:

- минимальные габаритные размеры и масса:

- высокий к.п.д.;

- благоприятное протекание характеристик;

- надёжность и живучесть;

- технологичность, мобильность создания и возможность модернизации.

Прокомментируем вкратце эти требования. Если учесть, что в современных ГТД масса К и Т составляет 60...70°и массы всего двигателя, то создание ЛМ с минимальными массой и габаритами становится важнейшей задачей современного авиадвигателестроения. Критерием оптимальности конструкции ЛМ в этом случае становится удельная масса двигателя . В частности в настоящее время ставится задача создания ГТД с удельной массой.

Высокий к.п.д ЛМ и благоприятное протекание их характеристик диктуются соображениями получения высоких показатели эффективности Г ТД в целом , а также многорежимным характером его работы. В частности, к.п.д. К – должен находиться на уровне 0.85...0.9, а к.п.д. Т – 0.9 ..0.94.

Надёжность 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.

При этом преследуется единая цель - снижение стоимости двигателя в целом.

Даже краткий анализ основных требований, предъявляемых к ЛМ, показывает противоречивый характер некоторых из них (например, прочность и масса, высокий к.п.д. и технологичность). Комплексное удовлетворение всех требований – это сложная инженерная и научная задача.

43. Основные геометрические параметры проточной части, ограничения и перспективы развития параметров проточных частей.

Геометрические параметры приведены на рис. 2.5. Характерными размерами ступени ОК в любом контроль­ном сечении являются:

• наружный (периферийный) диаметр D_{к i}

• втулочный диаметр D_{BT i}

• средний диаметр D_ср = (D_{к i} + D_{BT i})/2

• высота лопатки h_{л i} = (D_{K i} - D_{BT i})/2; текущий радиус r_i по которо­му можно найти ширину венца РК S_рк и НА S_НА, а также вели­чину осевого зазора δ₀.

Между наружным диаметром РК и диаметром статора существует радиальный зазор δ_r, определяемый из уравнения

где D_K, _ст - диаметр корпуса статора в рассматриваемом сечении.

Более важны в расчётной практике относительные гео­метрические параметры. В частности, относительная высота ло­паток характеризуется величиной относительного диаметра втулки для первых ступеней находится в пределах 0,3…0,4, а для последних - 0,8...0,95.

К числу важнейших геометрических параметров относит­ся также величина удлинения лопаток - . Для пер­вых ступенейсоответствует диапазону значений 3,5... 4,5; для последних ступеней лопатки выполняются более широкими, так как они передают работу более нагретому (чем на первых ступенях) воздуху, и их удлинение составляет 1...2.