Занятие № 1. «Общие сведения о компрессорах авиационных ГТД»

1. Тема 10. «Компрессоры авиационных ГТД» Вопросы: Назначение, классификация и требования, предъявляемые к компрессорам. Схема и принцип действия ступени осевого компрессора. Характеристики компрессоров. Занятие № 1. «Общие сведения о компрессорах авиационных ГТД»

2. Вопрос 1. Назначение, классификация и требования, предъявляемые к компрессорам Классификация компрессоров: • По количеству каскадов (роторов): • - однокаскадные (однороторные); • двухкаскадные (двухроторные); • трехкаскадные (трехроторные). По скорости воздуха в проточной части ступени - дозвуковые; - трансзвуковые; - сверхзвуковые. По принципу работы: осевые; центробежные; осецентробежные. Требования: - высокий КПД при минимальной работе, подводимой к компрессору и максимальном повышении давления; - малые масса и габариты; - устойчивая работа в заданных условиях эксплуатации; - обеспечение в заданных условиях эксплуатации требуемой степени повышения давления и расхода воздуха; - общие требования к механизмам: надежность, безопасность и т.д. Вопрос 1 end

3. Вопрос 2. Схема и принцип действия ступени осевого компрессора Схема ступени осевого компрессора 1 2 3 А↓ А↓ р* Т* р Т с W Рис. 4.1. Ступень осевого компрессора Вопрос 2

4. Вопрос 2. Схема и принцип действия ступени осевого компрессора → → → R=Gв(w2 - w1) 1 РК НА 3 2 Р Рu w2 Ра f2РК α f1РК u t w3 R c2 u w1 f2НА β c3 u f3НА α c1 Рис. 4.2. Решетка профилей осевого компрессора Вопрос 2

5. Вопрос 2. Схема и принцип действия ступени осевого компрессора w` w -i +i w w Угол натекания w ЦБ силы инерции потока Рис. 4.3. Угол натекания потока на лопатку компрессора Рис. 4.4. Обтекание лопаток компрессора при изменении угла натекания i Вопрос 2

6. Вопрос 2. Схема и принцип действия ступени осевого компрессора Работа, подводимая к воздуху в ступени компрессора Для РК: → Для НА: Работа, подводимая к воздуху в ступени равна работе,подводимой в РК. → LСТ = LполСТ + LтрСТ Для идеального двигателя Вопрос 2

7. Вопрос 2. Схема и принцип действия ступени осевого компрессора Рис. 4.6. Концевые потери энергии Составные части работы трения (гидравлические потери) профильные – потери, связанные с образованием пограничного слоя на профиле Рис. 4.5. Профильные потери энергии концевые – потери, связанные с образованием пограничного слоя на стенках, ограничивающих проточную часть компрессора вторичные - потери, связанные с образованием вторичных парных вихрей и перетеканием воздуха над пером лопатки Рис. 4.7. Вторичные потери энергии Вопрос 1

8. Вопрос 2. Схема и принцип действия ступени осевого компрессора Работа, затрачиваемая на вращение рабочего колеса компрессора Сила, действующая на лопатки со стороны потока: с1 W1 Рa Р U с1u Рu W1U R с2 W2 Сила, действующая на поток со стороны лопаток : U с2u W2U Рис. 4.8. Обтекание воздухом лопаток рабочего колеса. Момент силы, приложенной на среднем радиусе: Вопрос 1

9. Вопрос 2. Схема и принцип действия ступени осевого компрессора Применение ВНА В ВНА 1 РК w1 u Без ВНА iкр С ВНА св u iopt fв f1вна c1 c1 Рис. 4.9. Решетка профилей осевого компрессора с ВНА Вопрос 1

10. Вопрос 2. Схема и принцип действия ступени осевого компрессора Термодинамические процессы в ступени осевого компрессора р 3ад 3 Lпол сж = Lадсж + ΔLтр 2 <Т2 Т1 2ад Lсж ΔLтр 1 υ Адиабатический КПД ступени Оценивает гидравлические потери в компрессоре. Показывает, какая часть подведенной работы затрачивается на повышение давления. Степень реактивности Оценивает распределение работы адиабатического сжатия между рабочим колесом и направляющим аппаратом. Вопрос 2 end

11. Вопрос 3. Характеристики компрессоров f3 f1 Gв- var n - var Нормальные характеристики компрессора w u 2 1 3 c Рис. 4.11. Схема установки для получения нормальных характеристик компрессора Рис. 4.13. Изменение площади канала c увеличением i Рис. 4.12. Деформация треугольников скоростей в зависимости от Gв ηк* ηк* πк* • Gв = Gв расчi= iopt ,ηк* = ηк*макс πк* Напорная кривая 2. Gв > Gв расчGв↑→с↑→i < iopt→Lтр↑>Lтррасч→ηк*↓, πк* ↓ 3.Gв < Gв расчGв↓ → с↓→ i > iopt → πк*↑ При i > iкр – срыв со спинки → ηк*↓, πк* ↓. Gв minGврасчGв maxGв i = iкрi = ioptc = a (w = a) Рис. 4.14. Нормальные характеристики компрессора Вопрос 3

12. Вопрос 3. Характеристики компрессоров Приведенные (универсальные) характеристики компрессоров Критерии приведения: равенство чисел Маха и подобие треугольников скоростей (равенство углов άи β) Приведенные параметры – это параметры компрессора, которые были бы при работе его в САУ, чтобы режим его работы был подобен режиму при данных рв* и Тв*. Приведенные обороты Приведенный расход воздуха Вопрос 3

13. Вопрос 3. Характеристики компрессоров Приведенные (универсальные) характеристики компрессоров η*к π*к ηк3 ηк4 Г ηк2 В О ηк1 π*кгр π*краб πк4 Р Н З πк3 πк2 nпр4 Г О πк1 nпр3 nпр2 З nпр1 Gв пргр Gв пр раб Gв пр Рис. 4.15. Приведенные (универсальные) характеристики компрессора Вопрос 3 end