1. Profil beépítési szög.

g készlet \u003d 68,7 + 9,33 × 10 -4 (b 1 - b 2) - 6,052 × 10 -3 (b 1 - b 2) 2

g szája rövid = 57,03°

g set vö. = 67,09°

g set per. = 60,52°

2. A profil akkord értéke.

b L.av = S L.av / sin g set.av = 0,0381 / sin 67,09° = 0,0414 m;

b L.kukorica = S L.kukorica / sin g set.corn = 0,0438 / sin 57,03° = 0,0522 m;

b L.per = S L. per / sin g set per = 0,0347 / sin 60,52 ° = 0,0397 m;

S L.kukorica = S-nek. gyökér ∙ S L.sr \u003d 1,15 ∙ 0,0381 \u003d 0,0438 m 2;

S L.per = S-nek. sáv ∙ S L.av = 0,91∙0,0381 = 0,0347 m 2;

3. A lehűtött munkarács lépése.

= Nak nek t ∙

ahol , Nak nek L \u003d 0,6 - rotorlapátokhoz

beleértve a hűtést is

= Nak nek t ∙ =1,13∙0,541 = 0,611

ahol Nak nek t = 1,1…1,15

t L.av = b L.av ∙ =0,0414∙0,611 = 0,0253 m

Fogadott érték t Az L.av-t finomítani kell annak érdekében, hogy a munkarácsban egész számú lapátot kapjunk, amely szükséges a színház elemeinek szilárdsági számításaihoz

5. A lapátok hátsó élének relatív lekerekítési sugara a rácsosztás törtrészeiben van kiválasztva 2 = R2/t(a középső szakasz 2av értékét a 3. táblázat mutatja be). A gyökérszelvényeken a 2 értéke 15...20%-kal nő, a peremszelvényeken 10...15%-kal csökken.

3. táblázat

Példánkban a következőt választjuk: 2av = 0,07; 2 kukorica = 0,084; 2per = 0,06. Ekkor meghatározható a lefutó élek lekerekítési sugara R 2 = 2 ∙t számított szakaszokhoz: R 2av = 0,07 ∙ 0,0252 = 1,76 ∙ 10 -3 m; R 2kukorica \u003d 0,084 ∙ 0,02323 \u003d 1,95 ∙ 10 -3 m; R 2l.per = 0,06 ∙ 0,02721 = 1,63 ∙ 10 -3 m.

6. A hűtött fúvókalapátok hátsó élének élezési szöge g 2с = 6…8°; dolgozók - g 2l \u003d 8 ... 12 °. Ezek az értékek átlagosan 1,5...2-szer magasabbak, mint a hűtetlen lapátoknál. Esetünkben a munkalapátok profilozásánál minden számított szakaszban g 2l \u003d 10º-t rendelünk hozzá.

7). Szerkezeti szög a fúvókalapátok kimeneténél a 1l = a 1cm; a rotorlapátok kimeneténél b 2l = b 2cm + ∆b k, ahol az átlagos metszet Db k = 0;

a gyökérre Db k = + (1…1,5)°; perifériás Db k \u003d - (1 ... 1,5) °, és a 1 cm, b 2 cm-t a táblázatból vettük. 2. Példánkban elfogadjuk a munkarácsot: Db k \u003d 1,5º; b 2l.sr = 32º18′; b 2l.kor \u003d 36º5 ′; b 2l.per = 28º00′.

nyolc). A profil kilépő szakaszának visszahajlítási szöge az átlagos átmérőre (occipitális szög) g zat = 6 ... 20 °: at M 2 £ 0,8 g zat \u003d 14 ... 20 °; nál nél M 2 » 1, g zat = 10…14°; nál nél M W£ 1,35, g zat \u003d 6 ... 8 °, ahol . A gyökérmetszetekben a g zat értéke 1…3 °C-kal kevesebb, mint a feltüntetett értékek, a perifériás szakaszokon elérheti a 30 °-ot.

Példánkban a középső szakasz munkarácsához

,

ezért a g zat.l.sr = 18º-t választjuk; g zat.l.korn \u003d 15º; g zat.l.per = 28º.

Le Tien Duong 1 , Neszterenko V.G. 2

1 PhD hallgató, 2 műszaki tudomány kandidátus, egyetemi docens,

Moszkvai Repülési Intézet

ÉPÍTÉSI MÓDOK FEJLESZTÉSE ÉS KUTATÁSA A REPÜLŐGÉP GTE ROTORLÉTEI VÉGSŐ SZEKCIÓJÁN A HATÉKONYSÁG NÖVELÉSÉRE

annotáció

A modern és korszerű gázturbinás motorok hatásfokának konstruktív módszereinek számítási és kísérleti tanulmányainak eredményei a radiális résben a gázenergia-veszteség csökkentésével és a szekunder gázenergia-veszteségek szintjének csökkentésével a magas hőmérsékletű nagynyomású motorok lapátközi csatornáiban. turbinákat (HPT) mutatnak be. Konstruktív módszereket javasolnak a másodlagos áramok terjedési zónájának csökkentésére a HPT munkalapát magassága mentén, amelyek hozzájárulnak a gázáramlás egyenletességének növeléséhez a lapát légterelőlapja körül és a turbinafokozat hatékonyságának szintjéhez.

Kulcsszavak: magas hőmérsékletű turbina, munkalapát, burkolat, radiális hézag, másodlagos veszteségek.

Le Tien Ziong 1, Nesterenko V.G. 2

1 Posztgraduális hallgató, Moszkvai Repülési Intézet

2 PhD mérnök, egyetemi docens, Moszkvai Repülési Intézet

TELJESÍTMÉNYTÉNYEZŐ NÖVELÉSÉRE VONATKOZÓ KONSTRUKTÍV MÓDSZEREK FEJLESZTÉSE ÉS KUTATÁSA REPÜLŐJÁRMŰ GÁZTURBINA MOTOROK TURBÓLÉGGÁCS MOTOR MOZGÓ LÉTEI VÉGSZAKATAIN

Absztrakt

A modern és ígéretes gázturbinás motorok hatásfokának növelésére szolgáló konstruktív módszerek számítási és kísérleti tanulmányainak eredményei a radiális résben a gáz energiaveszteségének és a gázenergia másodlagos veszteségének csökkentésével a magas pályaközi csatornákban. -Hőmérsékletű nagynyomású turbinákat (HPT) mutatunk be a cikkben. A konstrukciós módszereket a szekunder áramok terjedési zónájának csökkentésére javasolják a turbina munkalapátjának magassága mentén, ami hozzájárul a gázáramlás egyenletességének növeléséhez a lapát szárnya körül és a turbina fokozat hatékonyságának növeléséhez. .

kulcsszavak: magas hőmérsékletű turbina, munkalapát, platform, radiális hézag, másodlagos veszteségek.

A modern és fejlett légiközlekedési gázturbinás hajtóművekben a turbina előtti gázhőmérséklet és a kompresszor sűrítési arányának értéke folyamatosan növekszik, ezeknek az értékeknek a szintje az 1. táblázatban látható. A kompresszor gázkompressziós arányának megnövekedett értéke azonban a járókerék lapátok és a turbina fúvóka berendezésének magasságának csökkenéséhez vezet, aminek következtében a radiális résben a gáztúlcsordulás és a másodlagos gázenergia veszteségek relatív értékei. a lapátok közötti csatornákban megnövekszik, ami a gázenergia veszteség növekedéséhez és a HPT hatékonyságának csökkenéséhez vezet, .

A 2. táblázat számos olyan polgári turbóventilátoros motor műszaki paramétereit mutatja be, amelyek tolóerőszintje megegyezik, de az égéstér kimeneténél a gázhőmérsékletben és a kialakításban különböznek egymástól. Így például a PW 1400 turbóventilátoros motor integrált sebességváltóval rendelkezik, amely elválasztja a ventilátortengelyeket és a ventilátorturbinákat, és a legnagyobb, 12-es bypass-arányú.

1. táblázat – Új polgári repülési hajtóművek műszaki követelményei

A jelző neve	Alapszintű	A célmutatók dinamikája
	2010	2015	2020	2025	2030
A fejlődés szakaszai		1	2	3	4
A motorok fajlagos üzemanyag-fogyasztásának és CO2-kibocsátásának csökkenése 2010-ben		10–15	15–20		20–30
NO x kibocsátás csökkentése képest 2008-as ICAO szabványok per (%)	100	20	45	65	80
Zajcsökkentés a normálhoz képest Fej. 4,EPN dB		15	>20		>40
A fő motorok erőforrásai, "forró hideg" alkatrészek, ezer repülési ciklus		20/40	22/45		30/60
A repülőgép életciklusának egységköltségének csökkentése (%-kal)	100	5	10	15	25

Ezenkívül ez a motor minimális számú alacsony nyomású turbina (LPT) fokozattal rendelkezik, mivel az LPT tengely körülbelül másfélszer gyorsabban forog, mint a ventilátor tengelye. Figyelmet kell fordítani a hajtóműves turbóventilátor kissé nagy tömegére, körülbelül 100 kg-ra, a beépített sebességváltó megléte miatt. A hajtóműves turbóventilátor minimális üzemanyag-fogyasztással is rendelkezik, ami a nagyobb bypass arány következménye.

2. táblázat - Modern polgári repülőgépek turbóventilátor-motorjainak paraméterei

Turbóventilátor opciók	PD-14 2 tengelyes	PW (1400G) Hajtóműves turbóventilátor	LEAP-X 2 tengelyes turbóventilátor	RB285–70 3 tengelyes turbóventilátor
Ventilátor átmérő, mm	1900	2057	1905…1980	1830
Felszállási tolóerő, kgf	14,0	10,9–15,0	10,9–15,0	13,6
Az áthidalás mértéke	8,5	12	10	10
Gázhőmérséklet a turbina előtt	eredeti	+50 °С	+100 °С	–
A teljes kompressziós arány a turbóventilátoros motor kompresszor részében	41	45…50	45…50	40
Tolóerő cirkáló üzemmódban (H=11 km, M=0,8), kgf	2430	2400	–	–
Fajlagos üzemanyag-fogyasztás, kg/kgf.h	0,526	0,51	0,51	0,51
A kompresszor fokozatainak száma	1+3+8	1+P+3+8	1+4+10	1+6+6
A fokozatok száma a turbinában	2+6	2+3	2+(6–7)	1+1+6
A TC lépéseinek teljes száma	20	17	23–24	21
A tengelyek száma	2	2 (LP tengelyt a sebességváltó leválasztja)	2	3
Csapágyak száma	5	6	5	8
Az erőmű tömege, kg	3970	4080	4030 (értékelés)	3890 (becslés)
Cél NOx-csökkentés rel. CAEP6	–20…30 %	–50 %	–50 %	–
Cél zajhatár rel. Ch.4	15 dB	16 dB	10…15 dB	–
Alkalmazás	MS–21	MC–21 (A320NEO)	C919, A320NEO	javaslat az MS-21-re

Az RB285-70 háromtengelyes motorban van a legtöbb csapágy, ezért igényli a legtöbb olajat. Ennek a turbóventilátoros motornak azonban a legnagyobb kilátásai vannak a kompresszor kompressziós arányának növelésére, mivel ez a probléma könnyebben megoldható három kaszkádban, mint kettőben. Nyilvánvalóan a fajlagos üzemanyag-fogyasztás csökkentése érdekében a kompresszor teljes kompressziós arányának értéke ugyanolyan fontos, mint a turbóventilátoros motor bypass aránya, .

Rizs. 1 - Modern turbóventilátoros motor HPT-je egyfokozatú fokozattal és hengeres áramlási úttal a munkalapát felett, h = 40 mm

ábrán Az 1. ábra egy modern turbóventillátor-motor turbinájának szerkezeti diagramját mutatja, az egyfokozatú turbóventilátor motor munkalapátja nélkül készül, a lapát magasságának és a gyökérszakasz húrjának aránya 1,5.

Ennek a motornak az alacsony nyomású turbinájának következő szakaszát rezgéscsillapító burkolattal tervezték, mivel nagy, több mint 5,3-as nyúlású lapáttal rendelkezik.

ábrán A 2. ábra a gázáramlás számításának eredményét mutatja a turbinalapát végében, a nyitott radiális résen áthaladva. Ez a gáz a penge hátoldalán a magassága mentén szétterül, keveredik a főárammal, miközben nemcsak az energiaveszteségi együtthatót növeli, hanem az áramlás kilépési szögét is növeli a számított irányból, ami csökkenéshez vezet. a gáztágulás mértékében a turbinalapát felső részén. A burkolat felállításakor ezek a gáztúlfolyások kizártak.

Rizs. 2 - Gázáramlás egy radiális résen

Számos modern, közepes és alacsony tolóerejű GTE turbinát alacsony magasságú HPT munkalapáttal terveztek, ahol a sugárirányú hézag nagy hatással van a hatékonyságra. Például egy kétfokozatú, 2500 LE maximális teljesítményű TVD TV7-117 1. fokozatának járókerék lapátjának lapátmagassága a fokozat kimeneténél 20 mm, és a radiális munkaértéke a hézag a penge lapátmagasságához viszonyítva 2,5 %. Ennek a fokozatnak a hatékonysági vesztesége a radiális hézag hatására körülbelül 5%. Ezen túlmenően, ha a sugárirányú hézag kúpos, akkor az áramlási út nyílásával a lapát magassága mentén, amint az az ábrán látható. 3, akkor ezek a hatékonysági veszteségek a színházban még jobban megnőnek.

Rizs. 3 - Radiális hézag a burkolt HPT lapát felett

1 - kötszer polc; 2 - zárt radiális hézag; 3 - nyitott radiális hézag; 4 – gázáramvonalak; Δ - radiális hézag

ábrán A 3. ábra a sugárirányú hézag két típusát mutatja. Az egyikben, ahol a 3. görbe alkotja a 2. fokozatú turbina fúvókájának belső kontúrját, ezt a sugárirányú hézagot "nyílt radiális hézagnak" nevezik. A másikban, ahol a 2. görbe az SA módosított belső oldalát képezi, a labirintustömítés kimeneténél a forró gáz találkozik a fúvókapolc ellenállásával és lelassul. A szekunder gázáramok megjelenésével összefüggő lapát hidraulikus ellenállásának értékének becslésére a turbinarács kísérleti vizsgálatát végeztük a turbina áramlási útjának nyílásának jelenlétében és hiányában (4a. ábra). Az elvégzett vizsgálatok eredményeit az ábra mutatja. 4(b).

Rizs. 4 – Az SA lapátok lapos rácsának áramlási útjának körvonala meridionális nyílása gázenergia veszteségi együtthatóra (a) gyakorolt ​​hatásának vizsgálatára szolgáló beépítés sémája (a) és Az SA rácsainak vizsgálatának eredményei az áramlási út profiljának meridionális nyílásának különböző szögeivel γ = 0…45º (b)

ábrából látható. A 4(b) ábra szerint, ha a turbina áramlási útvonalát 30°-nál nagyobb szögben kinyitják, a végveszteségek szintje jelentősen megnő. A turbina áramlási útjának kis, 20°-os nyitása esetén is megközelítőleg kétszeresére nő a gázenergia-veszteség mértéke.

A burkolatra szerelt labirintustömítésen áthaladó gáz mennyisége a sugárirányú hézag nagyságától és magának a labirintustömítésnek a hatékonyságától függ. Az 5. ábrán látható lépcsős labirintustömítés áramlási együtthatója hozzávetőlegesen µ = 0,65 ... 0,7, ahol a µ együttható a Stodola-képlet szerint határozza meg a gáz áramlási sebességét, amikor az átáramlik a labirintustömítésen:

(1)

ahol: G a labirintuson áthaladó áramlás, µ az áramlási együttható, F a rés területe, P in és P out a labirintus bemeneti és kimeneti nyomása, z a labirintusok száma, R a gázállandó, T a kezdeti hőmérséklet.

A gáz lassulási folyamatának fizikai képe, amely akkor következik be, amikor a gáz belép a labirintustömítésbe, az ábrán látható. 5(a) és 5. ábra. 5 B). Az ábrákon látható burkolatoknak két gerince van, de az elülső gerinc konfigurációja eltérő. Az 5b. ábra egy ferde fésűt mutat, amely hatékonyabb, mint az egyenes.

Rizs. 5 - Gázáramlás egy burkolatra szerelt lépcsős labirintuson keresztül

1 - a turbina áramlási részének kontúrja; 2 - kötszeres polc tömítőgerincekkel; 3 - penge toll TVD

Burkolat hiányában a gáz egy része tengelyirányban, másik része kerületi irányban áramlik. A hatékonysági veszteségek a függőség alapján határozhatók meg:

(2)

ahol: - hatékonysági veszteségek a radiális hézagban; - relatív vég radiális hézag; a gázsűrűség az axiális résben a kerületen az átlagos átmérőnél; a gáz rácsból való kilépési szöge; l és t a húr- és rácslépés.

Rizs. 6 - Áramlási vonalak a turbinalapátok felületén hátulról a) fúvókaberendezés b) munkalapát

ábrán A 6. ábra a szekunder áramok gázáramra gyakorolt ​​hatását mutatja be a lapát végzónáiban: bal oldalon a kísérlet, jobb oldalon a számítás. Kis lapátmagasságnál a rács szekunder áramok által érintett végzónái bezáródnak, és a színpad hatásfoka jelentősen csökken. Nyilvánvaló, hogy olyan módszereket kell kidolgozni, amelyek a szekunder áramok intenzitását csökkentik a modern gázturbinás motorok tervezett turbinarendszereiben, amelyekben nagy vastagságú profilokat használnak, amihez hűtőcsatornák elhelyezése szükséges.

Rizs. 7 - Turbinás rácsok lapos (1) és profilozott (2) falakkal

3. táblázat - Az ábrán látható rács geometriai paraméterei. 7, és az áramlási paraméterek

Profil húr, C (cm)	35.9
Rács szélessége, C ah (cm)	29.5
Penge magasság, S (cm)	46
A profil húr és a penge magasság aránya, С/S	0.78
A profilhúr és a rácstávolság aránya, C/P	1.23
Belépő levegő hőmérséklet, T 0 jn (K)	302
Teljes légnyomás a bemenetnél, p 0 jn (Pa)	10 5
Áramlási szög a rács elülső részéhez képest (fok)	35
Átlagos tömegsebesség a bemenetnél, U m (m/s)	10
Reynolds-szám Re m =U m C ax /ν	2.1 10 5
Turbulencia intenzitása a bemeneti áramban (%)	5
Hőáram sűrűsége a végfalon, q w (W / m 2)	840

ábrán A 7. ábra egy turbinalapát-elrendezést mutat, amely azonos profillal és egy osztással rendelkezik. A rácsok geometriai paramétereit a 3. táblázat mutatja be. ábrán látható profilfallal. 7(b), ahol az üreg a profil homorú oldalának közelében helyezkedik el a csatorna kezdeti részében, ott a lapátok közötti nyomásgradiens lokálisan csökken, de ennek a módszernek a hatékonysága alacsony, mivel a keresztirányú nyomásgradiens egy kis csatornahosszon lép fel.

Hatékonyabb az S-alakú szárnyprofil használata, egy ilyen lapát térbeli kialakításának lehetőségei az 1. ábrán láthatók. 8. és 9. ábra.

Rizs. 8 - A rotorlapátok profilrészének módosításai: a) radiális lapát; b) szablyapenge; c) lapát ívelt bemeneti és egyenes kimeneti élekkel

Rizs. 9 – HPT munkalapátok „hajlítással” – ömlesztve a légszárny profilrész hátoldalán: a) burkolat nélkül, SAM 146 turbóventilátoros motorlapát; b) kötszeres polccal, Roll Royce Trent lapáttal

ábrán A 9. ábrán egy burkolt turbinalapát látható, melynek gyökérrészében, a profilvályún további 1 furatok vannak, amelyek segítenek csökkenteni a lapát hőmérsékletét ezen a feszültségszint szempontjából kritikus szakaszon.

Az alábbiakban a lapátok olyan kiviteli változatait mutatjuk be, amelyeknél a profil hátoldalán a szárnyszelvény végrészébe olyan bordákat szerelnek fel, amelyek megakadályozzák a szekunder áramok terjedését a lapát szárnyszárnyának hátoldalán, és tovább, a szelvény kialakulását. örvényáramlás a csatorna középső részében, a 10. ábra szerint.

Rizs. 10 - A másodlagos veszteségek előfordulásának elve a turbina rácsában

Rizs. 11 - A borda geometriai méretei és elhelyezkedésének koordinátái a turbina fúvókalapátjának hátoldalán

ábrán A 11. ábra a gerinc szerkezeti diagramját és elhelyezkedését mutatja a penge hátoldalán, és a 1. ábra. 12 - két pengével végzett kísérleti vizsgálat eredményei: gerinccel és gerinc nélkül.

Mint látható, a penge profilrészének hátuljára szerelt fésű teljes mértékben megoldja a problémát, a penge nagy része mentes az örvénygáz áramlások hatásaitól. A vizsgált rács mögötti nyomásmező áthaladása azt mutatta, hogy a szekunder gázáramok integrálintenzitása nem csökkent, a szekunder áramok korábban a lapát magassága mentén terjedtek, és ebben a kialakításban a szekunder gázáramok integrált intenzitása nem csökkent penge a polc alatt. Jelentős azonban, hogy a lapátrácsból kilépő gáz gázszögeinek diagramja jelentősen megváltozott, a lapát végével szomszédos növekvő áramlási szög tartománya csökkent, ami közvetlenül jelzi a növekedés lehetőségét. eredményes munka a turbinás szakaszban.

Rizs. 12 - Áramvonalak a turbina fúvókalapátjainak felületén hátulról borda nélkül (a) és bordával (b)

A turbinalapát szárnyszelvényének hátoldalára rögzített fésűvel végzett, hasonló kialakítású számítási vizsgálat eredményeit az ábra mutatja. 13 és 14.

Rizs. 13 - A borda geometriai méretei és elhelyezkedésének koordinátái a burkolt turbinalapát hátoldalán

1 – turbinalapát toll; 2 - borda; 3 - a védőburkolat érintkező felülete

Rizs. 14 - Áramvonalak a turbina rotorlapátjainak felületén hátulról bordák nélkül és bordákkal

Rizs. 15 - A turbinafokozat hatékonyságvesztésének függősége a különböző típusú lapátok relatív sugárirányú hézagának értékétől.

1a - Penge burkolat nélküli polc nyitott réssel;

1b - Penge burkolat nélkül, zárt réssel;

2 - Burkolt penge közvetlen áramlású labirintussal, amely a burkolati polcra van felszerelve;

3 - Sávos penge lépcsős labirintussal, kötszerpolcra szerelve;

4 - Sávos penge lépcsőzetes labirintusokkal a kötszerpolcra szerelve, amikor a bordát a polc alá szerelik a penge profilrészének domború oldalán;

– relatív radiális hézag (%); Δη - fokozat hatékonysági veszteségei (%)

Végezetül tekintsük a turbinafokozatban a munkalapát feletti radiális hézag relatív értékének a hatásfok-veszteségre gyakorolt ​​hatásának számított számítási eredményeit és szerkezeti megvalósításának jellemzőit.

ábrán A 15. ábra a turbinafokozat hatásfokveszteségének a relatív sugárirányú hézag értékétől való függőségét mutatja a különböző kialakítási típusoknál. Amint látható, a relatív sugárirányú hézag változásának nagysága önmagában is jelentős hatással van. A bal oldali A és a jobb B szegélyek a sugárirányú hézag relatív értékeiben jelenleg elérhető változási tartományt tükrözik. Tehát az A sor ennek a paraméternek az értékét tükrözi a HPT SAM 146 turbóventilátor-motor munkalapátjára, a B sor pedig a HPT TV 7–117 turbina első fokozatára utal. Ezen túlmenően például az MS 21 repülőgépre (LA) felszerelt tervezett PD 14 turbóventilátor-motor turbinájának első fokozatának sugárirányú hézaga a HPT-ben = 1,25%, és a beépített Ardiden N turbóventilátor-motoré egy Ka 52 helikopteren = 2 %, azaz. ezekben a GTE-kben az értékek megváltoznak a fenti paraméterekben. ábra adatai. 15-öt a 4. táblázat tartalmazza.

4. táblázat - A HPT fokozat hatásfokának változása a radiális hézagtömítések kialakításától függően (lásd 15. ábra)

Cikkszám.	Radiális hézagtömítés tervezési lehetőségek (lásd a 15. ábrát)	Δη = f(, tervezési lehetőségek radiális hézagtömítésekhez)
		%	%
1	1a	3,3	6,4
2	1b	2,2	4,25
3	2	1,65	3,2
4	3	1,15	2,15
5	4	0,5	1,1

Célszerű megtervezni a HPT járókerék lapátját, amely biztosítja a HPT fokozat magas hatásfokát:

- teljes méretű burkolattal és lépcsőzetes labirintustömítéssel, melynek bordái a szembejövő gázáram felé dőlnek;

- a penge térbeli kialakítású profilrésszel, S-alakú magasságban és dőlésszögben a penge domború oldalán (a penge profilrészének hátulja);

- a penge profilrészének hátoldalán a penge végrészein célszerű olyan bordákat elhelyezni, amelyek megakadályozzák a szekunder áramok terjedését a penge középső tartományában.

Bibliográfia / Hivatkozások

1. Inozemtsev, A. A. Repülőgép-hajtóművek és erőművek tervezésének alapjai: Tankönyv egyetemek számára. 5 tonnában T. 2. Kompresszorok. égésterek. Utóégető kamerák. Turbinák. Kimeneti eszközök / A. A. Inozemtsev, M. A. Nikhhamkin, V. L. Sandratsky. – M.: Mashinostroenie, 2008. – 365 p.
2. Vyunov S.A. Repülési gázturbinás hajtóművek gyártása és tervezése / S.A. Vyunov, Yu.I. Gusev, A.V. Karpov és mások; összesen alatt szerk. Dr. tech. Sciences Khronina D.V. - M .: Mashinostroenie, 1989, 368 p.
3. Lokai V. I. Gázturbinák repülőgép-hajtóművekhez. Elmélet, tervezés és számítás: Tankönyv egyetemeknek / V. I. Lokay, M. K. Maksutova, V. A. Strunkin. – M.: Mashinostroenie, 1979. – 447 p.
4. Zhiritsky G.S. Repülési gázturbinák / G.S. Zsiritszkij. – M.: Oborongiz, 1950. – 512 p.
5. Skubachevskiy G. S. Repülési gázturbinás motorok / G. S. Skubachevskiy. - M .: Mashinostroenie, 1969. - 544 p.
6. Kholshchevnikov K. V., Emin O. N., Mitrokhin V. T. Repülőgép pengegépek elmélete és számítása / K. V. Kholshchevnikov, O. N. Emin, V. T. Mitrokhin. - M.: Mashinostroenie, 1986. - 432 p.
7. Deutsch M.E. Turbógépek rácsainak gázdinamikája / M. E. Deych. - M.: Energoatomizdat, 1996. - S. 528.
8. Abiants V.Kh. Repülési gázturbinák elmélete / V. Kh. Abiants. – M.: Mashinostroenie, 1979. – 216 p.
9. Panov D.O. Panov D. O., Smirnov E. M., Ris V. V. ANSYS CFX használata egy profilozott végfalú gázturbina fúvókatömb jellemzőinek előrejelzésére // ANSYS ADVANTAGE Journal. orosz kiadás. - 2012. - 17. szám - P. 33–38.
10. Venediktov V.D. Hűtött gázturbinák lapos rácsainak kísérleti jellemzőinek atlasza / V. D. Venediktov, A. V. Granovsky. - M.: CIAM, 1990, - 393 p.

Hivatkozások angol nyelven /Hivatkozások ban ben angol

1. Inozemcev A. A. Osnovy konstruirovanija aviacionnyh dvigatelej i jenergeticheskih ustanovok: V5t. T. 2. Kompresszori. Kamery sgoranija. Forsazhnye kamerы. Turbiny. Vyhodnye ustrojstva / A. A. Inozemcev, M. A. Nihamkin, V. L. Sandrackij. – M.: Mashinostroenie, 2008. – 365 p.
2. V'junov P. A. Konstrukcija i proektirovanie aviacionnyh gazoturbinnyh dvigatelej / P. A. V'junov, Ju .I. Gusev, A. V. Karpov és mások; szerkesztette: PhD mérnökmérnök Hronina D. V. – M.: Mashinostroenie, 1989, 368 p.
3. Lokaj V. I. Gazovye turbiny dvigatelej letatel'nyh apparatov. Teorija, konstrukcija i raschet: Uchebnik dlja vtuzov / V. I. Lokaj, M. K. Maksutova, V. A. Strunkin. – M.: Mashinostroenie, 1979. – 447 p.
4. Zhirikij G.P. Aviaciónnye gazovye turbiny / G.P. Zhirikij. – M.: Oborongiz, 1950. – 512 p.
5. Skubachevskij G. P. Aviacionnye gazoturbinnye dvigateli / G. P. Skubachevskij. - M.: Mashinostroenie, 1969. - 544 p.
6. Holshhevnikov K. V., Emin O. N., Mitrohin V. T. Teorija i raschet aviacionnyh lopatochnyh mashin / K. V. Holshhevnikov, O. N. Emin, V. T. Mitrohin. – M.: Mashinostroenie, 1986. – 432 p.
7. Dejch M.E. Gazodinamika reshjotok turbomashin / M. E. Dejch. – M.: Jenergoatomizdat, 1996. – P. 528.
8. Abiinc V.H. Teorija aviacionnyh gazovyh turbin / V. H. Abinc. – M.: Mashinostroenie, 1979. – 216 p.
9. Panov D.O. Ispol'zovanie ANSYS CFX dlja prognozirovanija harakteristik reshetki soplovyh lopatok gazovoj turbiny s profilirovannoj torcevoj stenkoj / D. O. Panov, E. M. Smirnov, V. V. Ris // Zhurnal ANSYS ADVANTAGE. angol változata. – 2012. – V. 17. – P. 33–38.
10. Venediktov V.D. Atlas jeksperimental'nyh harakteristik ploskih reshetok ohlazhdaemyh gazovyh turbin / V. D. Venediktov, A. V. Granovskij. - M.: CIAM, 1990, - 393 p.
11. Bunker R. P. Axiális turbinalapátok: Funkció, kialakítás, tartósság / R. S Bunker // Journal of propulsion and power. - 2006. - 22. évf. - 2. sz. - P. 271-285.

A turbógép nagynyomású turbinájának mozgatható lapátja legalább egy hűtőkört tartalmaz. A hűtőkört legalább egy üreg alkotja, amely sugárirányban húzódik a penge csúcsa és a gyökér között, legalább egy levegőbemenet az üreg vagy üregek egyik sugárirányú végén a hűtőkör vagy -körök hűtőlevegő-ellátására, valamint több kimeneti rés. A kimeneti nyílások az üregbe vagy üregekbe nyílnak, és a penge hátsó éléhez lépnek ki. A kiömlőnyílások a kilépőél hossza mentén helyezkednek el a penge alapja és teteje között, és lényegében merőlegesek a penge hossztengelyére. A lapát légszárnyának aljához legközelebbi legalább egy kiömlőnyílás a lapát tetejéhez képest 10° és 30° közötti szöget zár be a lapát forgástengelyéhez képest. A találmány célja annak biztosítása, hogy a toll tövéhez legközelebb eső kimeneti rés ne okozzon repedést. 2 n. és 3 z.p. f-ly, 2 ill.

Rajzok a 2297537 számú RF szabadalomhoz

A technológia azon területe, amelyhez a találmány tartozik

A jelen találmány egy turbógép mozgatható (azaz működő vagy forgó) lapátjainak széles skálájára vonatkozik, és szűkebb vonatkozásban a hűtőlevegő eltávolítására szolgáló kimeneti nyílásokra, amelyek a magas gép mozgatható lapátjainak hátsó élén helyezkednek el. nyomású turbina.

A legkorszerűbb

Mint ismeretes, a turbógép tipikusan tartalmaz egy égésteret, amelyben levegőt kevernek az üzemanyaggal a keverék elégetése előtt. Az égés során keletkező gázokat a kamra alsó részébe irányítják, majd a nagynyomású turbinába táplálják. A nagynyomású turbina jellemzően egy vagy több sor mozgatható turbinalapátot tartalmaz, amelyek kerületükön vannak elrendezve a turbina forgórészén. Így a nagynyomású turbina mozgó lapátjai az égési gázok nagyon magas hőmérsékletének vannak kitéve. Ezek a hőmérsékletek lényegesen magasabb értékeket érnek el, mint amennyit az ezekkel a gázokkal érintkező mozgatható lapátok károsodás nélkül elviselnek, ami korlátozza a mozgatható lapátok tartósságát.

A probléma megoldásának ismert megközelítése a lapátok belső hűtőkörökkel való ellátása, amelyek célja a lapátok hőmérsékletének csökkentése. Az ilyen körök használatakor a hűtőlevegőt rendszerint a gyökerén (farkon) keresztül vezetik be a pengébe, a lapát belsejében kialakított üregek által meghatározott pályán áthaladnak a lapáton, és a kilépőnyílásokon keresztül távoznak, amelyek a fűrészlap felületére mennek. a penge (lásd például a 6 174 134 és 6 224 336 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmakat). Az US 3. sz. szabadalomból is ismert.

Az is ismert, hogy a hűtőkörrel felszerelt nagynyomású turbinalapátokat öntéssel vagy öntéssel gyártják. A rések, különösen a hűtőkörök réseinek elhelyezése általában rudak vagy magok segítségével történik, amelyeket a fém öntése előtt egymással párhuzamosan formába fektetnek. A fém öntésének megkönnyítése érdekében a hűtőlevegő-kimeneti nyílás, amely legközelebb van a lapát szárnyszelvényének aljához, általában nagyobb, mint a többi rés.

A gyakorlatban azonban azt találták, hogy a lapát légterelőlapjának aljához legközelebbi kiömlőnyílás nem hűt jól. Megnagyobbodott méretei és a lapát forgása által keltett centrifugális erő miatt az ebből kilépő levegő a lapát teteje felé hajlamos eltérülni. Ez jelentős hőmérsékleti gradiensek kialakulásához vezet a penge hátsó éle közelében, ami repedések megjelenését okozza ezen rés szintjén, ami különösen csökkenti a penge tartósságát. Ezek a magas hőmérsékleti gradiensek szintén hajlamosak a vezetés révén továbbterjedni az összekötő (átmeneti) zónába a szárnylapát alapja és annak polca között.

A találmány lényege

A probléma, amelyre a jelen találmány irányul, az, hogy ezeket a nehézségeket kiküszöböljük, és egy nagynyomású turbina mozgatható (azaz működő vagy forgórészes) lapátot hozzunk létre a lapáttalphoz legközelebb eső kiömlőnyílás új geometriájával a hűtőlevegő eltávolítására. , így ez a nyílás nem okozott repedést. A találmány célja az is, hogy ne csökkentse a penge általános mechanikai szilárdságát, amely alkatrész nagyon nagy mechanikai igénybevételnek van kitéve. A találmány tárgya továbbá egy ilyen mozgatható lapátokkal felszerelt nagynyomású turbina.

A találmány szerint a probléma megoldását egy új mozgatható nagynyomású turbinalapát létrehozásával érjük el turbógépben. A találmány szerinti penge legalább egy hűtőkört tartalmaz, amely legalább egy üregből van kialakítva, amely sugárirányban nyúlik el a lapát csúcsa és gyökere között, és legalább egy levegőbemenet az üreg egyik radiális végén vagy üregek hűtést biztosítanak. levegő kerüljön a hűtőkörbe vagy -körökbe, és több kimeneti rés nyílik az üregbe vagy üregekbe, és a lapát hátsó éle felé néznek. Az említett kiömlőnyílások a kilépőél hossza mentén helyezkednek el a penge alapja és teteje között, és lényegében merőlegesek a penge hossztengelyére. A találmány szerinti penge azzal jellemezhető, hogy legalább egy, a lapát légszárnyának aljához legközelebbi kivezető rés a forgástengelyhez képest 10°-30°-os szöget bezáróan a penge tetejéhez képest megdöntve van kialakítva. a pengétől.

Ebben az esetben a lapátléc aljához legközelebb eső kilépő résen keresztül kibocsátott hűtőlevegőt ennek a résnek a teljes felületére irányítjuk oly módon, hogy a rés szintjén a repedések kialakulása megszűnik. Ennek a résnek a speciális geometriája lehetővé teszi a helyi hőmérséklet körülbelül 5%-os csökkentését a rés szintjén. Ezenkívül ennek a résnek a geometriája nem rontja a penge ellenállását a különféle mechanikai igénybevételekkel szemben, amelyeknek ki van téve.

Ideális esetben a lapát légterelőlapjának aljához legközelebbi kimeneti rés dőlése körülbelül 20°.

A lapát légszárny alapja és az égési gázok nagynyomású turbinán való áthaladásához terelőlemezt képező polc közötti átmeneti (csatlakozási) zóna hőmérsékletének csökkentése érdekében a kimeneti rés felfelé eső vége a legközelebbi a lapát légszárnyának alapja lényegében ebben az átmeneti zónában van kialakítva. Ezzel egyidejűleg a kiömlőnyílás felfelé eső végének éles sarkai, amelyek a legközelebb vannak a lapát szárnyszelvényének aljához, köszörültek, hogy megkönnyítsék a kimeneti résből az átmeneti zónába távozó levegő irányát.

Rajzfigurák listája

A jelen találmány egy kiviteli alakját, annak további jellemzőit és előnyeit az alábbiakban részletesebben ismertetjük a csatolt rajzokra hivatkozva, amelyeken:

az 1. ábra perspektivikusan ábrázolja a találmány szerinti nagynyomású turbina mozgatható lapátját,

A 2. ábra az 1. ábra szerinti lapát egy részének kinagyított nézete, amely egy hűtőlevegő-kimenet (rés) kivitelezését szemlélteti, amely a legközelebb van a lapát légszárnyának aljához.

Információ, amely megerősíti a találmány megvalósításának lehetőségét

Az 1. ábra perspektivikusan mutatja a turbógép nagynyomású turbinájának 10 mozgatható lapátját. Ez az X-X hossztengelyű lapát egy nagynyomású turbina rotortárcsájára (nincs ábrázolva) van felszerelve egy 12 szár segítségével, amelynek általában fenyőfa profilja van. Általában a pengének van egy 14 alapja, egy 16 hegye, egy bemeneti 18 bemeneti éle és egy 20 hátsó éle. A 12 szár a 14 pengetalphoz csatlakozik egy 22 polc szintjén, amely terelőlemezt képez az áramlás számára. égési gázok a nagynyomású turbinán keresztül.

Az ilyen lapát az égési gázok nagyon magas hőmérsékletének van kitéve, ezért hűtést igényel. Ebből a célból ismert módon a 10 mozgatható penge legalább egy belső hűtőkört tartalmaz. Az említett hűtőkör például legalább egy 24 üregből áll, amely sugárirányban nyúlik ki a 14 alaplap és a 16 lapát felső része között. Ez az üreg hűtőlevegővel van ellátva az egyik radiális végén egy bemeneten keresztül (nincs ábrázolva). Ez a bemenet általában a penge 12 gyökerének szintjén van kialakítva. Ezenkívül számos 26 kiömlőrés van kialakítva, amelyek a 24 üregbe nyílnak, és rányúlnak a lapát 20 hátsó élére, hogy eltávolítsák az üregben áramló hűtőlevegőt. Ezek a 26 hűtőlevegő-kimeneti rések jellemzően a 20 kifutó él mentén vannak elosztva a 14 szárnylapát gyökere és a 16 lapátcsúcs között, és lényegében merőlegesek a lapát XX hossztengelyére.

A 2. ábra jobban szemlélteti a 10 pengetoll 14 alapjához legközelebb eső 28 kimeneti rés geometriáját. A találmány szerint a pengelapát alapjához legközelebb eső 28 kiömlőrés a 16 felső részhez képest ferdén van kialakítva. a penge 10° és 30° közötti szöget zár be a penge forgástengelyével (nincs feltüntetve). Ennek a kimeneti résnek a dőlésszöge előnyösen 20°. A pengelapát alapjához legközelebb eső kimeneti résnek ez a sajátos dőlésszöge lehetővé teszi a hőmérséklet kiegyenlítését a rés szintjén, és ezáltal az összes hőterheléssel járó helyet. Az ezen a kimeneten keresztül kibocsátott hűtőlevegő a 28 kimenet szinte teljes felületét lefedi, és körülbelül 5%-kal csökkenti a helyi hőmérsékletet. Ez teljesen kiküszöböli a repedés kockázatát a lapát légterelőlapjának aljához legközelebb eső kimeneti rés szintjén, és megnöveli a penge élettartamát.

A találmány egy előnyös jellemzője szerint a 28 kimeneti résnek a 14 lapát szárnygyökéhez legközelebb eső 28a vége lényegében a 30 átmeneti zónában van kialakítva a 14 lapát szárnygyökér és a 22 polc között az égési gáz áramlási oldalán. Ugyanakkor az ezen a kilépőnyíláson keresztül kiáramló levegő hővezetéssel hűti a 30 átmeneti zónát, így a 30 átmeneti zóna hőmérséklete a szárnylapát 14 alapja és a 22 polc között körülbelül 1,5%-kal csökken. . A 30 átmeneti zóna hűtésének fokozása érdekében a 28 kimeneti rés 28a felfelé eső végének éles sarkait köszörüljük, hogy megkönnyítsük a kimeneti résből ebbe a 30 zónába távozó levegő irányát. a tollpenge toll alapjához legközelebb eső 28 kimeneti rés nincs a 30 csatlakozózónában, ez a speciális résgeometria nem befolyásolja a 10 penge különböző mechanikai igénybevételekkel szembeni ellenállását.

KÖVETELÉS

1. Turbógép nagynyomású turbinájának mozgatható lapátja, amely legalább egy hűtőkört tartalmaz, amelyet a lapát teteje (16) és a lapát talpa (14) között sugárirányban elhelyezkedő legalább egy üreg (24) alkot. (10) legalább egy levegőbemenet mentén az üreg vagy üregek egyik sugárirányú végén a hűtőkör vagy -körök hűtőlevegővel való ellátására, valamint több kimeneti nyílás (26) nyílik az üregbe vagy üregekbe, és a kifutó él (20) felé néz. a pengének a kilépőrések a kilépőél hossza mentén helyezkednek el a penge teteje és alapja között, lényegében a penge hossztengelyére (X-X) merőlegesen, azzal jellemezve, hogy legalább egy kimeneti rés (28) a legközelebbi a lapát szárnyának aljához, a lapát tetejéhez képest 10-30°-os szöget zár be a lapát forgástengelyéhez képest.

2. Az 1. igénypont szerinti fűrészlap, azzal jellemezve, hogy a lapát szárnyszelvényének alapjához legközelebb eső kiömlőrés (28) dőlése körülbelül 20°.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti fűrészlap, azzal jellemezve, hogy a kilépőnyílás (28) a lapátléc-alaphoz legközelebb eső vége (28a) lényegében a lapátléc-alap és a szárnyszelvény közötti átmeneti zónában (30) van kialakítva. polc (22), amely válaszfalat képez az égési gázok áramlásának a nagynyomású turbinán való áthaladásához.

4. A 3. igénypont szerinti fűrészlap, azzal jellemezve, hogy a kiömlőnyílás (28) felfelé eső végének (28a) éles sarkai a lapát légszárny alapjához legközelebb eső részen köszörültek.

5. Turbógép nagynyomású turbinája, azzal jellemezve, hogy több, az előző igénypontok bármelyike ​​szerinti mozgatható lapátot (10) tartalmaz.

Turbina (2.13. ábra) - axiális, kétfokozatú, egyfokozatú HPT-ből és egylépcsős LPT-ből áll. Mindkét turbina léghűtéses fúvókával és rotorlapátokkal rendelkezik. Csökkentett fojtószelep üzemmódban a motor hatásfokának növelése érdekében a turbina hűtését részlegesen leállítottuk.

A turbina alkatrészek főbb paramétereit és anyagait a 2.3. és 2.4. táblázat tartalmazza.

2.3 táblázat - Turbina alapadatok

	Paraméter	Értékek
	A teljes gáznyomás csökkentésének mértéke
	A turbina hatásfoka a stagnáló áramlási paraméterek tekintetében
	Kerületi sebesség, m/s.
	A rotor fordulatszáma, ford
	Ujj arány
	A gáz hőmérséklete a turbina bemeneténél

2.4 táblázat – A turbina alkatrészek anyagai

2.4 táblázat - Folytatás

			EP-868-Sh (Középső rész) VT-9

2.13. ábra - AL-31F turbina

2.5.2 Nagynyomású turbina kialakítása

A nagynyomású turbinát a nagynyomású kompresszor és a motor- és repülőgépegységek meghajtódobozaira szerelt egységek meghajtására tervezték. A turbina egy forgórészből és egy állórészből áll.

A turbina forgórésze (2.14. ábra) az 1. lapátokból, a 2. tárcsából, a 3. csonkból és a 4. tengelyből áll.

2.14. ábra - TVD rotor

A munkalapát (2.15. ábra) öntött, üreges, ciklon-örvényhűtési rendszerrel. A belső üregben a hűtőlevegő áramlásának megszervezése érdekében bordák, válaszfalak és turbulátorok vannak kialakítva.

A penge (1) profilrészét a zártól (2) egy polc (3) és egy hosszúkás

láb (4). A pengék dokkolható polcai kúpos héjat alkotnak, amely megvédi a penge reteszelő részét a túlmelegedéstől. A viszonylag kis hajlítási merevséggel rendelkező hosszúkás szár csökkenti a rezgési feszültségek szintjét a penge profilrészében. A halszálkás típusú háromfogú zár (5) biztosítja a sugárirányú terhelések átvitelét a pengékről a tárcsára. A zár bal oldalán kialakított fog (6) rögzíti a pengét az áramlás mentén, a horony (7) pedig a rögzítőelemekkel együtt biztosítja, hogy a penge ne mozduljon el az áramlással szemben (ábra 2.16).

2.15. ábra – HPT rotorlapát

2.16. ábra - A HPT munkalapátok tengelyirányú rögzítése

1-kivágások; 2 lemezes; 3 penge; 4 lapos zár

A munkalap axiális rögzítését fog és lamelláris zár végzi. A lemezzár (egy a két pengéhez) (8) a tárcsa (9) három helyén a pengék hornyaiba van beillesztve, ahol kivágások készülnek, és a pengegyűrű teljes kerülete mentén felgyorsul. A lemezben lévő kivágások helyére szerelt lamellás zárak különleges alakúak. Ezek a zárak deformált állapotban vannak felszerelve, és kiegyenesítés után belépnek a pengék hornyaiba. A lamelláris zár kiegyenesítésekor a pengék az ellenkező végekről támaszkodnak.

A munkalapátok rezgési igénybevételének csökkentésére a polcok alá doboz alakú csillapítókat helyeznek el (2.17. ábra). Amikor a rotor a centrifugális erőcsillapítók hatására forog, a vibrációs lapátok polcainak belső felületéhez nyomódnak. A két szomszédos polc érintkezési pontjainál fellépő súrlódás miatt a lapátok rezgéscsillapító energiája eloszlik, ami biztosítja a pengék rezgési feszültségeinek csökkenését.

2.17. ábra – Lengéscsillapító

A turbina tárcsáját (2.18. ábra) bélyegzzük, majd megmunkálás következik. A tárcsa kerületi részén "halszálkás" típusú hornyok találhatók 90 munkapenge rögzítésére, hornyok (1) a lapátok tengelyirányú rögzítéséhez és ferde furatok (2) a munkalapátok hűtésére szolgáló levegő ellátására. A levegőt a két karima, a tárcsa bal oldali felülete és az örvénylő alkotta vevőből veszik. A tárcsaszalag jobb síkján a labirintustömítés válla (3) és a tárcsa szétszerelésénél használt váll (4) található. A tárcsa agy lapos részében hengeres furatok (5) vannak kialakítva a tengelyt, a tárcsát és a turbina forgórészét összekötő csavarok rögzítéséhez.

2.18. ábra - TVD lemez

A rotor kiegyensúlyozása a tárcsa vállának hornyában rögzített és reteszeléssel rögzített súlyokkal (2.19) történik. A zár szára egy kiegyensúlyozó súlyra van hajlítva.

2.19 ábra -A forgórész kiegyensúlyozó súlyának rögzítési pontja

A forgócsap (1) (2.20. ábra) biztosítja, hogy a forgórész a gördülőcsapágyon feküdjön. A tengely a bal oldali karimával van középre állítva, és a turbinatárcsához van csatlakoztatva.

A labirintus tömítések perselyei (2) a csonk külső hengeres hornyaira vannak elhelyezve. A perselyek axiális és kerületi rögzítése radiális csapokkal (3) történik. Annak érdekében, hogy a csapok ne essenek ki a centrifugális erők hatására, benyomásuk után a perselyeken lévő lyukakat feltekerjük.

A tengelycsonk szárának külső részén, a labirintustömítés perselyek alatt egy érintkezőtömítés található (2.21. ábra), öntött anyával rögzítve. Az anya lemezzárral van rögzítve.

A csonk belsejében az érintkező- és labirintustömítések perselyei hengeres szíjakban vannak központosítva. A perselyeket a csavarmenetekbe csavart öntött anya tartja. Az anyát úgy rögzítjük, hogy a korona antennáit behajlítjuk a csonk végnyílásaiba. Az érintkezőtömítés a 2.22. ábrán látható.

2.20. ábra - TVD-csonk

2.21 ábra – Érintkezőtömítés szerelvény

1 hüvelyes; 2-grafit gyűrűk; 3 tűs; 4 hornyú anya

2.22 ábra – Érintkezőtömítés szerelvény

1-acél perselyek; 2-távolságú hüvely; 3-rugós; 4 grafit gyűrű

A nagynyomású turbina állórész (2.23. ábra) a külső gyűrűből (1), a fúvókalapátok blokkjából (2), a belső gyűrűből (3), az örvénylő berendezésből (4), a radiális hézagstabilizáló berendezésből (5) áll. , a szelepberendezés és a levegő-levegő hőcserélő ( 6).

2.23 ábra - TVD állórész

A külső gyűrű (2.24. ábra) egy hengeres héj, melynek pereme az égéstér háza és a turbinaház között helyezkedik el. A gyűrű bal oldali részében az 1 csavarokon 2 héjak vannak rögzítve, amelyek az égéstér 3 lángcsövének támasztékai, és hűtőlevegőt biztosítanak a fúvókaberendezés lapátjainak külső polcaihoz. A gyűrű jobb oldalán egy sugárirányú hézagot biztosító 4 eszköz van felfüggesztve.

2.24 ábra - A TVD állórészének külső gyűrűje

A fúvóka berendezés lapátjai 14 háromlapátos blokkba vannak kombinálva. A pengeblokkok külső polcait a külső gyűrű hornyaiba kell beépíteni és csavarokkal rögzíteni. A pengetömbök öntöttek, két helyen behelyezett és forrasztott terelőkkel, forrasztott alsó polc-csonkkal. A gázszivárgás megelőzése érdekében a fúvókalapátok közötti csatlakozásokat fémlemezekkel zárják le, amelyeket az egyes blokkok első és harmadik lapátjainak polcainak végén lévő résekbe szerelnek be.

A belső gyűrű (2.25. ábra) perselyekkel és karimákkal ellátott héj formájában készül, amelyre egy kúpos membrán van hegesztve. A gyűrű (1) külső oldalán tizennégy persely (2) található, amelyek a fúvókalapátblokkok fogantyúin (3) központosítják. A fedél (4) hűtőlevegő-üreg kialakítására szolgál. A belső gyűrű (1) bal karimájához csavarok (5) rögzítik a héjakat (6), amelyeken a lángcső (7) felfekszik. Ezenkívül másodlagos levegőt is biztosítanak az OCS-ből, amely hűti a fúvóka berendezés lapátjainak belső polcait.

A jobb oldali karimára (4) egy csavaró szerkezet (8) van hegesztve (2.26. ábra), amely egy hegesztett héjszerkezet. Az örvénylő berendezés a gyorsulás és a turbina forgásirányába történő örvénylés következtében a forgórészlapátokhoz jutó levegő ellátására és hűtésére szolgál. A belső héj merevségének növelésére három erősítő profilt (9) hegesztenek rá. A hűtőlevegő gyorsulása és örvénylése az örvénylő konvergáló részében történik.

2.25 ábra - A TVD állórészének belső gyűrűje

2.26 ábra -A TVD légörvény készülék fúvóka berendezése

A radiális hézag stabilizálására szolgáló eszközt (2.27. ábra) úgy tervezték, hogy növelje a turbina hatékonyságát emelt üzemmódokban. Ez egy gyűrű, melynek termikus állapotát, így átmérőjét is hűtés stabilizálja. Az üzemmód növekedésével, amikor a forgórész átmérője nő a lapátok és a tárcsa felmelegedése és a centrifugális erők hatására történő megnyúlásuk miatt, a sugárirányú hézag értéke csökken, ami a résen keresztüli áramlás csökkenéséhez vezet. és a turbina hatásfokának növelése. A gyűrűn "C" alakú szektorok rögzítettek, elektroerózióval készült méhsejtekkel. Kerületi irányban a betétek radiális csapokkal vannak rögzítve. Amikor a pengék hozzáérnek a betétekhez, kölcsönös kopás lép fel, ami megakadályozza a pengék tönkremenetelét.

2.27 ábra -Radiális hézagbeállító egység

1 - csap; 2 - sugár; 3 - gyűrű; 4 - "C" alakú elem; 5 - betét; 6 - lépek; 7 - képernyő

Motor turbina? axiális, reaktív, ötfokozatú, a gázáram energiáját a kompresszorok és a motor ventilátora, az egységek hajtásai és a kompresszor mechanikai forgási energiájává alakítja. A turbina közvetlenül az égéstér mögött található. A turbinához egy sugárfúvóka csatlakozik, amely a sugáráram hatására a motor tolóerejét hozza létre.

A turbina egy egyfokozatú nagynyomású turbinából (HPT), egy egyfokozatú alacsony nyomású turbinából (LPT) és egy háromfokozatú ventilátorturbinából (TV) áll, amelyek mindegyike tartalmaz egy állórészt, egy forgórészt és egy tartót.

A HP, LPT és TV forgórészei, amelyek a HP, LP és B rotorok hátsó támaszai, gördülőcsapágyakkal vannak megtámasztva.

Minden csapágy le van hűtve és nyomás alatti olajjal kenve. A csapágyak forró gázok általi felmelegedésének megelőzése érdekében az olajüregeiket radiális érintkező tömítések választják el.

Minden turbina rotor csapágya rendelkezik olyan berendezéssel, amely csillapítja a forgórészek motor működése közben fellépő rezgését? rotorcsapágyak olajcsillapítói.

A turbina rotorjai gázdinamikusan kapcsolódnak.

Nagynyomású turbina (HPT)

Nagynyomású turbina (HPT) ? axiális, reaktív, egyfokozatú, úgy tervezték, hogy a CS-ből érkező gázáram energiájának egy részét mechanikai energiává alakítsa, amelyet a HPC forgórész és a motor összes meghajtóegységének forgatására használnak.

A TVD egy állórészt és egy forgórészt tartalmaz.

Az SA-t tíz különálló ágazatból toborozzák. Három szektorban (kettő egy szektorban) fúvóka l A dobozok forrasztással kapcsolódnak egymáshoz.

A fúvókalapátok üregesek, a HPT miatt levegővel hűtöttek, terelőkkel rendelkeznek a hűtőlevegőnek a lapátok belső falaihoz történő összenyomására, valamint perforációs rendszerrel rendelkeznek a profil falaiban és a lapátok csatornapolcaiban, amelyeken keresztül a hűtőlevegő belép. a penge külső felületét, és megvédi a forró gázoktól. A HPT rotor egy járókerékből (tárcsa munkalapátokkal), egy labirintustárcsából és egy HPT tengelyből áll.

Működő penge - hűtött, áll egy szárból, lábakból, pengéből és fésűkagylóval ellátott lepelpolcból.

A hűtéshez szükséges levegő a szárba kerül, áthalad a szárnylapát testében lévő radiális csatornákon, és a szárny első és hátsó részén lévő lyukakon keresztül távozik az áramlási útvonalba.

Sikertörténetek