Добавил:
timofeev.9@mail.ru Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Газотурбинные двигатели.pdf
Скачиваний:
8514
Добавлен:
16.08.2018
Размер:
78.91 Mб
Скачать

Глава 12 - Системы ГТД

Рисунок 12.5.4.1_6 - Вариант схемы наддува затурбинной полости утечками из смежных полостей ТРДД В - полость перед диском ТВД ниже аппарата закрутки; Г - межтурбинная полость; Д - затурбинная полость

Рисунок 12.5.4.1_7 - Вариант схемы наддува затурбинной полости воздухом, отводимым из системы охлаждения ротора ТНД:

Д- затурбинная полость; И- полость ротора ТНД

12.5.4.2 - ВС наддува и охлаждения опор

Среди множества факторов, определяющих работоспособность опор ГТД, особое место занимают те, что обусловлены физическими параметрами сред, находящихся как внутри, так и снаружи масляных полостей опор. Например, давление воздуха снаружи опоры должно быть достаточным для надежного «запирания» зазоров в подвижных уплотнениях масляных полостей на всех режимах работы двигателя. В то же время, это давление не должно быть чрезмерно большим, так как это может стать причиной повышенного расхода воздуха, поступающего в масляную полость, что в свою очередь может стать причиной недопустимого повышения давления в системе суфлирования двигателя, а также интенсивного насыщения масла водяными парами, вспенивания, окисления масла и т.д. (Вопросы, связанные с конструкцией и работой систем смазки и суфлирования подробно изложены в разделе 12.6).

Температура воздуха, поступающего в масляные полости, не должна превышать предельно-до- пустимую по характеристикам термостабильности масла, а также по условиям предотвращения самовоспламенения масловоздушной смеси внутри масляных полостей опор.

По упомянутой причине также должна быть ограничена и температура омываемых маслом поверхностей деталей опор, в том числе внутренних поверхностей стенок масляных полостей. Для современных синтетических авиационных масел температура омываемых маслом поверхностей деталей опор не должна превышать 200…250°С.

Очевидно, что эти ограничения применимы ко всем опорам вне зависимости от их места расположения на двигателе. В то же время зоны расположения опор в различных сечениях двигателя характеризуются существенно разными внешними (по отношению к опорам) условиями. Эти условия,

âосновном, определяются параметрами воздуха или газа в примыкающих к опоре полостях двигателя, а также температурой деталей находящихся

âнепосредственной близости от опоры (дисков, валов, корпусов, силовых элементов и т.д.). В условиях реальных ГТД осуществить наддув уплотнений и охлаждение опор воздухом из смежных воздушных полостей, как правило, не представляется возможным по причине или слишком низких или слишком высоких значений давления и температуры последнего. Это приводит к необходимости введения в конструкцию двигателя специальной ВС наддува и охлаждения опор.

820

ГТД Системы - 12 Глава

Рисунок12.5.4.1_8 - Схема отбора воздуха на охлаждение турбины авиационного ТРДД ПС-90А: А, Б, Д, Е, Ж- полости; 1,3- заслонки; 2- отверстие в корпусе КС.

821

Глава 12 - Системы ГТД

12.5.4.2.1 - Работа ВС наддува и охлаждения опор

ВС наддува и охлаждения опор в работе тесно связана с системами смазки и суфлирования ГТД (см. раздел 12.6). Рассмотрим их совместную работу на примере типичной отдельно взятой опоры, например, передней опоры ротора компрессора (см. Рис. 12.5.4.2.1_1).

Масляная полость М рассматриваемой опоры образована оболочкой 1 и внешней поверхностью

вала 2 с установленными на них элементами подвижного уплотнения (для определенности примем, что это будет щелевое лабиринтное уплотнение). Наддув уплотнения осуществляется непосредственно из окружающей опору воздушной полости Н.

Воздух, поступающий в масляную полость М из полости Н через зазор в уплотнении (поток «а»), смешивается с находящимися в масляной полости парами и аэрозолями масла, образуя масловоздушную смесь. Далее уже в составе масловоздушной смеси воздух покидает масляную полость по двум

Рисунок 12.5.4.2.1_1 - Схема наддува уплотнения масляной полости опоры ГТД 1 - оболочка масляной полости опоры; 2 - вал; 3 - центробежный суфлер; 4 - центро-

бежный воздухоотделитель; 5 - трубопровод суфлирования; 6 - маслонасос откачки; 7 - форсунка подачи масла на подшипник

822

Глава 12 - Системы ГТД

путям: через канал суфлирования (поток «б») и че-

В приведенном выше описании мы приняли,

рез канал откачки поток в), причем большая часть

что наддув уплотнения опоры производится из воз-

воздуха уходит через канал суфлирования.

душной полости Н, т.е., по существу, непосред-

Воздух (поток «б»), движущийся по каналу

ственно из окружающей среды. На практике это

суфлирования поступает в полость С (обычно это

будет являться допустимым (учитывая ранее при-

полость принадлежит входному или разделитель-

веденные требования к наддуву уплотнений опор)

ному корпусу ГТД), которая сообщается с атмос-

лишь при выполнении следующих условий:

ферой через центробежный суфлер 3.

1. рассматриваемая опора будет расположена

Воздух (поток «в», уходящий из полости опо-

в «холодной» зоне двигателя, т.е. ожидаемая тем-

ры с откачиваемым маслом, также направляется

пература воздуха в полости Н расположения опоры

в полость С, однако, прежде чем попасть в эту

будет ниже предельно-допустимой по условиям тер-

полость он предварительно отделяется от масла

мостабильности масла, а внешний теплоподвод

в центробежном воздухоотделителе 4. В полости

к опоре будет отсутствовать,

С происходит объединение потоков («б» и «в»)

2. давление воздуха в полости Н будет являть-

один общий поток, который затем направляется на

ся приемлемым для обеспечения перепада на уп-

вход в центробежный суфлер 3. В крыльчатке суф-

лотнении в пределах, допустимых по условиям гер-

лера воздух освобождается от жидко-капельных

метизации и ограничения максимального расхода

фракций масла и по трубопроводу суфлирования

воздуха через уплотнение.

5 в общем потоке «г» вместе с парами масла отво-

Примем, что рассматриваемая нами опора яв-

дится за пределы двигателя.

ляется «холодной», т.е. первое условие выполняет-

Рисунок 12.5.4.2.1_2 - Схема наддува и гистограммы перепадов давления на уплотнении масляной полости опоры ГТД:

а)- на максимальном режиме; б)- на минимальном режиме; Рм - давление в масляной полости опоры (Рм = 1 кгс/см2)

Р - давление в воздушной полости Н; Ш - шкала перепадов давления

823