Компрессора установки

При расследовании на месте на элементах "1-й СУ" самолета и двигателя обнаружены повреждения в районе VIII-IX ступеней компрессора вследствие возникновения титанового пожара (рис. 11.15). Двигатель был снят с самолета и направлен на исследование. Оно показало, что причиной возникновения титанового пожара на двигателе послужило попадание в радиальный зазор между рабочими лопатками и рабочим кольцом VIII ступени обломка первоначально разрушившейся одной из рабочих лопаток VIII ступени компрессора, его разогревом от трения и воспламенением.

Компрессор 1 приводится в действие от двигателя либо посредством ремня, либо через шестерни от распределительного валика. В последнем случае компрессор вмонтируется в конструкцию двигателя и не может быть отделён от него. Воздух нагнетается компрессором в тормозные резервуары 3. Так как компрессор работает всё время, пока работает двигатель, в пневматическую систему необходимо ввести регулятор давления 2, который в системе Кнорр при повышении давления до 5 кг/см^ закрывает отверстие в трубку, идущую к резервуару 3, и открывает отверстие, сообщающееся с атмосферой. При этом компрессор начинает работать вхолостую до тех пор, пока давление в резервуаре 3 не упадёт до 4,5 кг/ел2, после чего регулятор снова автоматически соединит компрессор с резервуаром. В системе Вестингауз регулятор давления 2 работает по принципу манометра; как только давление в резервуаре дойдёт до нормы, он выключает всасывающий клапан компрессора, вследствие чего компрессор начинает работать вхолостую. Иногда вместо регулятора давления в пневматическую си-

следует, что, например, при рн = 9 кг/слР применение двухступенчатого сжатия снижает при равной производительности поршневое усилие в 2 раза. Этим частично окупается утяжеление цилиндровой группы компрессора вследствие увеличения числа ступеней.

Преимущество расположения цилиндров двигателя и компрессора на общем штоке заключается в прямой передаче усилий от поршня двигателя поршням компрессора, что обеспечивает высокий механический к. п. д. Кривошипно-шатунный механизм в этом случае служит для передачи маховику лишь разности усилий двигателя и компрессора. Однако, так как в мёртвых точках усилия двигателя и компрессора суммируются, то максимальное расчётное поршневое усилие получается значительным и механизм движения тяжёлым. Второй недостаток расположения на общем штоке — значительные перемещения цилиндров компрессора вследствие нагрева цилиндра двигателя во время работы и искривление оси ряда по той же причине. Последнее обстоя-

Автоматические последовательные удары. Нижний и верхний каналы между цилиндрами открыты (фиг. 111, положение /; сечения са и ik). Сообщение между кранами через перепускной канал вследствие закрытия нижним краном окна d отсутствует. Воздух из цилиндра компрессора свободно поступает в рабочий и обратно, что создаёт автоматические удары. При приближении поршня к верхнему положению нижняя полость цилиндра компрессора вследствие разрежения воздуха соединяется с атмосферой через окно а и обратный клапан в правой части нижнего крана.

Другим типом замкнутых газотурбинных установок, в которых происходят процессы тепло- и массообмена при непосредственном контакте газообразных и жидких теплоносителей, могут быть парогазотурбинные установки [38]. В них при высокой степени сжатия газа может быть достигнут КПД 50—60 % при максимальной температуре цикла 1400 К посредством вспрыска жидкости (воды) в проточную часть компрессора. При этом снижается мощность привода компрессора вследствие испарения жидкости и охлаждения сжимаемого газа в проточной части компрессора за счет скрытой теплоты испарения жидкости.

Отложения золы на конвективных поверхностях нагрева ВПГ » на лопатках газовой турбины увеличивают сопротивление газового тракта, что приближает рабочую точку компрессора к пом-пажной зоне, снижает к. п. д. газовой турбины и ее полезную мощность и требует увеличения добавки мощности на пусковых режимах. При работе на зольных мазутах ЛГУ с ВПГ-120 к. п. д. турбины ГТ-700-4 (шесть ступеней, е = 3,9) снизился с 0,85 до 0,78. Запас по давлению около 1 ат между рабочей и помпажной точками у компрессора вследствие расширения проточной части и пониженных температур перед турбиной позволил сохранить работоспособность ПГУ на зольных топливах практически без снижения паропроизводительности ВПГ даже при очень сильном заносе золой проточной части ГТ-700-4.

В точке Д' при отклонении режима работы системы в любую сторону относительно равновесного положения процесс будет стремиться к стабилизации на исходном режиме. Так, например, если произойдет отклонение режима работы вправо от точки Д' , т. е. возрастет производительность компрессора, то возросшее сопротивление сети (увеличение потребного напора дросселя) заставит снизить производительность компрессора, вследствие чего режим работы системы вернется к точке Д' .

В реально выполненных ступенях осевого компрессора между лопатками рабочего колеса и внутренней поверхностью корпуса всегда имеется конструктивный зазор Аг (рис. 2.38), величина которого зависит от размеров компрессора и качества его выполнения. При этом реальный зазор в рабочем состоянии компрессора может заметно отличаться от монтажного (контролируемого при сборке компрессора) вследствие радиальных деформаций деталей ротора и корпуса под действием центробежных и газовых сил и вследствие теплового расширения. Обычно у прогретого двигателя рабочий зазор оказывается меньше монтажного. Наличие радиального зазора оказывает существенное влияние на работу прилегающих к нему участков лопаток. Под влиянием разности давлений на во-

а, поворот лопаток ВНА на прикрытие при пони-женных значениях ппр приводит не только к повышению запаса ^тойчив^ти компрессора (вследствие уменьшения углов атаки), но и к снижению потребляемой работы, степени повышения давле-

Двухвальные двигатели (например, двигатель «Тайн» со взлетной мощностью 4050 кВт), у которых турбина высокого давления вращает компрессор высокого давления, а турбина низкого давления вращает компрессор низкого давления и через редуктор воздушный винт, позволяют достаточно просто и экономично обеспечить диапазон устойчивых режимов работы компрессора вследствие отсутствия неэкономичной системы перепуска воздуха. Кроме того, такая схема двигателя облегчает запуск ТВД, требует меньшей мощности пускового устройства, так как необходимо раскручивать только турбокомпрессор высокого давления, и улучшает его приемистость. Недостатком двухвальных ТВД является большая конструктивная сложность двигателя и его системы автоматики по сравнению с одновальными ТВД.

Следует отметить, что при изменении условий полета или режима работы двигателя наиболее существенно изменяются расход воздуха, степень повышения давления, КПД и особенно запас устойчивости компрессора. Вследствие этого необходимо применять специальные меры по регулированию компрессора для обеспечения его устойчивой работы.

Задача 6.32. Фреоновая холодильная установка холодильной мощностью бо=И8 кВт работает при температуре испарения t ! = — 1 5°С и температуре конденсации перед регулирующим вентилем ?4=25°С. Определить массовый расход циркулирующего фреона-12, холодильный коэффициент и теоретическую мощность компрессора установки, если энтальпия пара фреона-12 на выходе из компрессора z'2 = 610 кДж/кг. Пар из испарителя выходит сухим насыщенным.

Задача 6.34. Фреоновая холодильная установка холодильной мощностью Qo= 100 кВт работает на фреоне-12 при температуре испарения /, = — 5°С и температуре конденсации перед регулирующим вентилем /4 = 25°С. Определить холодильный коэффициент и стандартную холодильную мощность установки при температуре испарения t\ —— 15°C и температуре конденсации перед регулирующим вентилем /4 = 30°С, если теоретическая мощность компрессора установки N^ = 26 кВт и коэффициент подачи компрессора для рабочих параметров rjy=rjyc = 0,69. Пар из испарителя выходит сухим насыщенным.

Рис. 262. Корпус компрессора установки ГТ-700-5 НЗЛ

На фиг. 70 показан пример сварной конструкции барабанного ротора, примененного для осевого компрессора установки 6000 кет фирмы «Брнен-ские заводы» (Чехословакия). В этом случае главной задачей конструктора было уменьшение веса ротора. Такая конструкция возможна только при относительно невысоких лопатках проточной части компрессора, так как при барабанной конструкции ротора напряжения в нем больше, чем цельнокованом или дисковом роторе. Сварной ротор газовой турбины (поз. /) с расположенными на нем лопатками большой длины мог быть выполнен лишь из сплошных дисков в связи с высокими рабочими напряжениями.

50%. Центробежная воздуходувка имеет производительность около 700 м3/мин при давлении воздуха 0,525 ати и скорости вращения вала 6000 об/мин. Производственные нужды в воздухе обеспечиваются четырьмя газотурбинными установками, пятая установка резервная. Воздух как для компрессора установки, так и для воздуходувки забирается из общестанционного воздуховода чистого воздуха.

Входной и выпускной патрубки компрессора и турбин могут быть повернуты в любое из 24 возможных положений, что позволяет более сво-ного типа. Между хвостами лопаток первого и бодно выбирать компоновку установки. Осевой второго рядов обеих турбин (между дисками) компрессор имеет 13 ступеней. Диски ротора установлены вставки, имеющие такой же профиль, как и хвост лопатки. Рабочие лопатки сделаны из сплава Нимоник 80А, направляющие— из сплава Нимоник 80. В табл. 2-5 даны составы сплавов, использованных для обло-пачивания турбин и компрессора установки. Заготовки лопаток поставляются в виде прямоугольных брусков необходимых размеров. Заготовки сортируются и маркируются так, чтобы можно было опознать лопатку во время ее обработки и эксплуатации машины. Обработка заготовки начинается с грубой фрезеровки и шлифовки с допуском 0,025 мм всех поверхностей для обеспечения базы дальнейшей обработки хвоста лопатки. Для обработки заготовки используются и фрезерные, и шлифовальные станки.

в основном, камеры сгорания и ротора компрессора. Установка мощностью 21 800 кет имеет номинальную мощность при скорости вращения 3250 об/мин, поэтому для привода электрического генератора необходимо применять редуктор. Проточная часть компрессора подобна проточной части компрессора установки мощностью

F) Слив живого хладагента с использованием компрессора установки

Пример увеличения эквивалентного времени эксплуатации при значительном изменении температуры выходных газов ГТУ Тк т в зависимости от положения лопаток ВНА компрессора установки представлен на рис. 5.43. Резкое изменение температуры Ткт от 540 до 230 °С, т.е. АГКТ = 310 °С, приводит дополнительно к увеличению эквивалентного времени при полностью открытом ВНА (кривая 1,

В современных конструкциях энергетических ГТУ удается существенно стабилизировать температуру выходных газов. Для этой цели используются ВНА и ПНА первых ступеней компрессора установки и система регулирования ГТУ (рис. 6.15). Изменением угла поворота лопаток этих устройств удается вносить определенные коррективы в характеристики ГТУ. Такое техническое решение проблемы условно можно назвать внутренним.