GTE КОМПРЕСОРИ
Описание: Изисквания към компресорите Компресорът е част от GTE, чиято степен на аеродинамично и конструктивно съвършенство до голяма степен определя енергийната ефективност, общите размери, теглото, надеждността и живота на двигателя. Работата на компресора се характеризира със следните основни параметри: разходът на въздух G kg s се определя от количеството въздух, преминало през компресора за една секунда; съотношението на налягането на спрения въздушен поток на изхода на компресора към.
Дата на публикуване: 08.07.2014
Размер на файла: 2,96 MB
Изтеглена работа: 167 души.
Ако тази работа не ви устройва в долната част на страницата, има списък с подобни произведения. Можете също да използвате бутона за търсене
4.1. Изисквания към компресора
Компресорът е част от газотурбинен двигател, чиято степен на аеродинамично и конструктивно съвършенство до голяма степен определя мощността, ефективността, общите размери, теглото, надеждността и живота на двигателя.
Компресорът има същите изисквания като двигателя.
В допълнение към общите изисквания има и някои специфични:
- осигуряване на дадена втора скорост на въздушния поток;
- осигуряване на определена степен на повишаване на налягането;
- осигуряване на устойчивост, т.е. без пренапрежение и пулсиране, работа в широк диапазон на скоростта на ротора.
Работата на компресора се характеризира със следните основни параметри:
- разход на въздух G (kg/s) - определя се от количеството въздух, преминаващо през компресора за една секунда;
- степента на нарастване на общото налягане в компресора - съотношението на налягането на застоялия въздушен поток на изхода на компресора към налягането на застоялия поток на входа към компресора;
- адиабатна ефективност - се определя като съотношението на полезната адиабатна работа, изразходвана за компресиране и изтласкване на въздуха в компресора, към общата работа, доставена на компресора .
Адиабатичната ефективност в режим на проектиране за отделните етапи на аксиалните компресори е 0,89. 0,92, многостепенни компресори 0,85. 0,87.
4.2. Видове компресори
4.2.1. Аксиални компресори
Аксиалният компресор се състои от (фиг. 4.1) входяща направляваща лопатка (BHA) 5, няколко джанти, редуващи се в аксиалната посока на лопатките на ротора 2, монтирани на въртящ се ротор 7, няколко джанти на направляващите лопатки 3, фиксирани в корпус на компресора 4 и изправящо устройство 6, разположени зад компресора. Съвкупността от единия ръб на лопатките на ротора и ръба на водещите лопатки след него се нарича степен на компресор.
Фигура: 4.1 Етапна диаграма и промяна на параметрите на климатичното състояние в етапа на аксиален компресор
Едностепенните лопатки на ротора, монтирани в диск, се наричат работно колело (PK), едностепенните направляващи лопатки, закрепени в корпус, се наричат направляващи лопатки (HA), последната водеща лопатка след последния PK се нарича изправяне (CA).
При аксиален компресор посоката на движение на въздуха е предимно аксиална. В каналите, образувани от роторните лопатки, механичната енергия от турбината се подава във въздуха, в резултат на което налягането на въздуха и скоростта се увеличават. В HA, разположен зад лопатките на ротора, кинетичната енергия на въздуха се преобразува в потенциал, т.е. чрез намаляване на скоростта на въздушния поток, налягането му се увеличава. HA също осигурява определена посока на потока, когато навлезе в следващия етап.
Степента на повишаване на налягането в степента на аксиалния компресор зависи главно от средната периферна скорост на лопатките. Колкото по-голяма е тази скорост, толкова по-голяма е степента на повишаване на налягането. Максималната периферна скорост на лопатките от условията на тяхната якост обикновено не надвишава 300,450 m/s .
Диаметърът на степента на компресора се определя от необходимия въздушен поток, неговата плътност и аксиална скорост. Аксиалната скорост на въздуха остава постоянна на всички етапи или леко намалява към последните етапи. Тъй като плътността на въздуха на входа към първия етап е минимална, първият етап има най-голямата площ на пътя на потока, след което площта намалява към последните етапи. Площта на пътя на потока е ограничена от външния и вътрешния му диаметър.
За да се намали външният диаметър на първия етап за дадена област на пътя на потока, вътрешният диаметър се намалява и за да се осигури поставянето на лопатките на ротора, вътрешният диаметър обикновено се избира равен на 0,35. 0,4 от външния диаметър.
На следващите стъпки, същия външен диаметър като при първия етап (фиг. 4.2, а), същия вътрешен диаметър (виж фиг. 4.2, б), същия среден диаметър (виж фиг. 4.2, в) или диаметрите може да варира (вж. фиг. 4.2, г).
Фигура: 4.2. Профили на поточната секция:
а - с постоянен външен диаметър; b - с постоянен вътрешен диаметър;
c - с постоянен среден диаметър; d - с променлив външен, вътрешен и среден диаметър
В първия случай необходимото намаляване на площта на пътя на потока (поради увеличаване на плътността на въздуха) се постига чрез увеличаване на вътрешния диаметър на пътя на потока. В този случай средните периферни скорости на стъпалата се увеличават и следователно степента им на повишаване на налягането се увеличава. Но заедно с това предимство, посоченият дизайн на компресора има и недостатък - по-късата дължина на лопатките от последните етапи. Разстоянието между върха на острието и тялото е относително по-голямо при наличието на къси остриета, отколкото при дългите. В резултат на това за компресор с къси лопатки обратният поток на въздуха в процепа се увеличава и следователно съотношението на налягането в компресора намалява.
При постоянен вътрешен или среден диаметър остриетата на последните етапи са по-дълги, следователно има по-малко преливане. Повишаването на налягането на стъпалата остава постоянно (с постоянен среден диаметър) или намалява (с постоянен вътрешен диаметър), тъй като зависи от средната периферна скорост.
За да се разшири зоната на стабилна работа и да се увеличи ефективността, се използват двустепенни и тристепенни аксиални компресори. В многостъпален компресор няколко ротора, разположени последователно, се задвижват автономно от отделни турбини.
4.2.2. Центробежни компресори
Центробежният компресор използва центробежния ефект за увеличаване на налягането на газа, което увеличава общото съотношение на покачване на налягането много повече от аксиалния компресор. Предимствата на центробежните компресори включват също относителната простота на конструкцията (значително по-малко части), по-благоприятни характеристики и по-малка чувствителност към експлоатационни условия от аксиалните.
Центробежният етап на компресора се състои от BHA 1, PK 2 и изходна система, която включва безлопастен дифузьор с прорези 3, лопатечен дифузьор 4 и изходяща дюза 5 (фиг. 4.3).
Фигура: 4.3. Двустепенен центробежен компресор:
1 - BHA; 2 - PK; 3 - безостриен слотов дифузьор; 4 - дифузьор на острието; 5 - изходна тръба
В ПК механичната енергия, подавана към колелото от турбината, се преобразува в потенциална и кинетична енергия на газа. Това преобразуване на енергия в PK се получава в резултат на аеродинамичното взаимодействие на газовия поток с въртящата се лопатка. Потокът на входа обикновено се завърта в ротация. Въпреки че в това отношение налягането, предадено на въздуха, намалява, необходимостта от предварително завъртане при въртене е свързана с желанието да се намали стойността на относителната скорост, която в периферния участък достига стойности, близки до скоростта на звука и дори го надвишава.
По дизайн работните колела са разделени на следните типове: