3. Конструкция элементов выходных устройств. Удлинительная труба.

Удлинительная труба представляет собой цилиндрическую тонкостенную оболочку, изготовленную сваркой из листовой жаропрочной стали. Снаружи она покрывается слоем теплоизоляции так же, как и выпускной канал, и имеет по концам фланцы крепления (рис. 5.4) к каналу и к выходному соплу.

1 - фланец выпускного канала, 2 - фланец; 3 - сферическое кольцо; 4 - сферическая поверхность; 5 - удлинительная трубка; 6 - сварка

Для придания тонкой удлинительной трубе достаточной жесткости к ее наружной поверхности на расстоянии 0,4-0,5 м друг от друга привариваются кольцевые бандажи или ребра. Иногда для упрощения производства удлинительную трубу выполняют состоящей из нескольких участков. Диаметр удлинительной трубы определяется расчетом из условия получения скорости течения газа в ней 150-200 м/с.

Билет 7

1. Осевые компрессоры. Характеристика компрессора.

Проточная часть компрессора, т.е. число, форма и размеры лопаточных венцов его ступеней, а также окружная скорость лопаток (частота вращения) определяются для одного режима работы, называемого расчетным. К исходным данным расчетного режима относятся ии требуемые значения,и.

В эксплуатации в результате изменения скорости и высоты полета и частоты вращения ротора двигателя компрессор работает в широком диапазоне режимов, которые могут сильно отличаться от расчетного. При одной и той же проточной части это приводит к нерасчетным условиям обтекания лопаточных решеток и, вследствие этого, к изменению показателей компрессора. Поэтому для использования компрессора в двигателе необходимо иметь данные о его показателях во всем возможном диапазоне режимов его работы. Эти данные изображаются в виде так называемых характеристик.

В наиболее простом виде характеристика компрессора представляет собой ряд зависимостей иотпри нескольких постоянных значениях частоты вращения ротора ии

Наиболее надежными являются характеристики, полученные экспериментально. При испытаниях компрессор вращается каким-либо источником мощности, например электродвигателем, с помощью которого поддерживается требуемая частота вращения ротора , а расход воздуха изменяется путем регулирования дроссельной заслонкой проходного сечения выпускного трубопровода при одних и тех же условиях поступления воздуха в компрессор.

Характеристика компрессора изображается графически в виде диаграмм, показанных на рис. 2.6 и 2.7.

Рис. 2.6. Характеристика компрессора Рис. 2.7. Характеристика компрессора

Диаграмма на рис. 2.7 отличается от диаграммы на рис. 2.6 тем, что вместо зависимостей на сетку кривыхнанесены линии, исходя из значения, которое на диаграмме отмечено точкойА. Диаграмма на рис. 2.6 дает более ясную зависимость от. Однако в случаях, когдаиизменяется при, связь между ними установить невозможно. Для этой цели необходимо иметь диаграмму, изображенную на рис. 2.7 (она пользуется наибольшим распространением).

При каждой частоте вращения ротора кривые изменения иограничены минимальным для даннойрасходом. Это обусловлено тем, что при уменьшенииивозникает неустойчивая работа компрессора, при которой появляются колебания давления и скорости воздуха. Неустойчивая работа сопровождается повышенной вибрацией лопаток, резким увеличением динамических нагрузок на всю конструкцию и поэтому недопустима в эксплуатации.

В области больших n (например, n₃ и n₄ на рис. 2.6) пропускная способность компрессора ограничена , максимально возможным при даннойn. По достижении этого расхода дальнейшее увеличение сечения выходного канала приводит лишь к снижению , т. е.при неизменном.

Из диаграмм видно, что для каждой n с увеличением , исходя из минимально допустимого (при сохранении устойчивой работы) его значения,имеет максимум, анепрерывно уменьшается. При этом по мере ростаn уровень кривых повышается, а максимально достигаемые при даннойn значения сначала увеличиваются, а в дальнейшем начинают падать. Эти особенности характеристики обусловлены изменением параметров планов скоростей ступеней компрессора в результате нерасчетных условий обтекания лопаточных решеток. При этом на изменение показателей компрессора оказывает влияние два основных фактора:

1) изменение (при постоянныхи) влияет на величину скоростис и соответственно скорости перед рабочим колесом, а изменениеn – на величину скорости u. Это непосредственно отражается на форме плана скоростей и, следовательно, на характере изменения давления и температуры в ступени;

2) нерасчетное изменение давления и температуры в каждой предыдущей ступени оказывает дополнительное влияние на скорость воздуха, поступающего в последующую ступень. Так, например, при отклонении от расчетного значения, изменение плана скоростей первой ступени повлияет и на другие ее показатели, поэтому при одних и тех же значенияхина входе, на выходе они будут отличаться от расчетных. В результате изменения плотности начальная скорость воздуха во второй ступени изменится по другому закону, чем в первой, и это окажет дополнительное влияние на работу этой ступени.