Компрессор конденсатор

Компрессор двигателя со сжиганием топлива при постоянном давления обычно выполняется двухступенчатым, а в некоторых случаях трехступенчатым. На рис. 32—IV представлена одна из конструкций двухступенчатого компрессора. При движении поршня 3 вниз в цилиндр 1 через всасывающий клапан (на рисунке не показан) засасывается атмосферный воздух в первую ступень. При ходе поршня вверх этот воздух сжимается до 7—8 ати и выталкивается через нагнетательный клапан 2 и, трубу 4 в хо-

В современных мощных двигателях гражданской авиации диагональные компрессоры и тем более центробежные не получили применения не только из-за низкого КПД, но и из-за малой производительности. Дело в том, что конструктивная форма рабочего колеса такова, что входной диаметр, определяющий расход воздуха, получается значительно меньше наружного диаметра крыльчатки. Стремление увеличить производительность центробежного компрессора путем создания конструкции с двусторонним всасыванием (рис. 6.11) намного уменьшило этот недостаток, однако не настолько, чтобы он смог конкурировать с осевым компрессором.

Однако центробежные компрессоры получили широкое применение в маломощных двигателях (N = 800 ... 1500 кВ) с расходом воздуха 2,5 ... 5 кг/с.

Но создать центробежный компрессор с я? >4...4,5 конструктивно очень сложно. Поэтому целесообразно применение комбинированного, осецентробежного компрессора. В нем окружная скорость центробежной ступени находится в пределах ы2 — = 300 ... 450 м/с, что дает от 40 до 75 % общей работы сжатия. Осецентробежный компрессор применен: в ТВД Турбамека «Астазу», Л/в = 950 кВ, GB = 4,2 кг/с, пк = 7,5. Компрессор двигателя 4-ступенчатый, первые три ступени — осевые, 4-я ступень центробежная;

входе в компрессор двигателя достигает максимально возможных значений, поэтому согласно формуле (9. 22) наибольшего значения достигает также потребная площадь горла воздухозаборника. Помимо этого, течение воздуха на входе в воздухозаборник в стартовых условиях сопровождается значительными потерями вследствие срыва потока с передних острых кромок обечайки. Схема течения в этом случае при отсутствии специального регулирования полу-

Опыт разработки и доводки газогенераторов и двигателей, а также опыт последующей эксплуатации серийных двигателей, созданных на базе газогенераторов, успешно использовался при разработке новых серийных ГТД. Так, работы по газогенератору GE1 и двигателю TF39 способствовали достаточно быстрым созданию и доводке ДТРД CF6-6 со взлетной тягой 174,1 кН для дозвукового пассажирского самолета. В частности, в этом двигателе установлен модифицированный для самолетов гражданской авиации компрессор двигателя TF39. В последующие годы семейство двигателей CF6 пополнилось новыми модификациями (CF6-50 со взлетной тягой 226,9 кН, CF6-50M со взлетной тягой 247 кН и менее мощные ДТРД CF6-32 и CF6-80).

Во входном устройстве двигателя расположены газотурбинный стартер и корпус передней опоры, который крепится на шести стойках. Турбостартер позволяет запускать двигатель в полете на высотах до 9 км. Входное устройство оборудовано противооб-леденительной системой, работающей на горячем воздухе, отбираемом от компрессора. Девятиступенчатый компрессор двигателя выполнен стальным, что вызвано применением двигателя на самолете с длительным сверхзвуковым полетом. Лопатки первых трех ступеней компрессора могут заменяться непосредственно на двигателе. Двигатель имеет кольцевую камеру сгорания, традиционную для двигателей семейства «Атар». Первая ступень двухступенчатой турбины охлаждаемая, у второй ступени охлаждается только диск рабочего колеса. За турбиной установлено спрямляющее устройство, направляющее поток газов для организации эффективного рабочего процесса в форсажной камере. Форсажная камера и всережимное регулируемое реактивное сопло оптимизированы для этого двигателя. Форсажная камера работает практически без дымления. Ротор двигателя имеет три опоры с системой охлаждения подшипников, причем задний подшипник компрессора и подшипник турбины смазываются маслом на выброс.

Вентилятор двигателя «Адур» двухступенчатый, без ВНА, приводимый одноступенчатой турбиной вентилятора. Ротор и рабочие лопатки первой ступени выполнены из титанового сплава, а второй ступени—-из алюминиевого сплава. Вентилятор рассчитан на обеспечение стойкости против ударов при попадании посторонних предметов. Компрессор двигателя — пятиступенчатый, нерегулируемый, приводится одноступенчатой охлаждаемой турбиной компрессора и выполнен в основном из титановых сплавов. Вентилятор и компрессор могут работать при значительном искажении потока воздуха на входе, что очень важно для маневренных военных самолетов. Камера сгорания — кольцевая, небольшой длины, с восемнадцатью топливными форсунками и двумя дополнительными форсунками для запуска. Перед форсажной камерой потоки газа и воздуха частично смешиваются, после чего проходят через диффузор, предназначенный для придания потоку скорости, обеспечивающей эффективное горение в форсажной камере на всех режимах полета.

Компрессор двигателя имеет шестнадцать ступеней и смоделирован по компрессору газогенератора GE1 линейным увеличе-

Двухконтурный турбореактивный двигатель TF34, созданный фирмой «Дженерал электрик», блочной конструкции, выпускается в двух вариантах: TF34-GE-400A и TF34-GE-100 соответственно для самолета противолодочной обороны ВМС США S-3A и самолета-штурмовика ВВС США А-10А. Этот ДТРД с большой степенью двухконтурности и с тягой 40—50 кН выполнен по схеме с раздельным истечением потоков при коротком канале внешнего контура. При его проектировании фирма использовала опыт, полученный при постройке и эксплуатации газогенераторов, демонстрационных двигателей и двигателей TF39, CF6 и Т64 (см. рис. 45). В частности, компрессор двигателя TF34 по конструкции идентичен компрессору турбовального ГТД Т64. Двигатель используется на самолетах, которые должны обладать следующими качествами: большой продолжительностью патрулирования, возможностью полета на малых высотах и хорошей маневренностью, а также простотой и дешевизной изготовления при высокой надежности.

Двигатель «Тайн» имеет кольцевое входное устройство, в котором расположены планетарный редуктор воздушного винта и передняя опора ротора низкого давления. Задняя стенка корпуса входного устройства и кольцевой кожух образуют масляный бак. Компрессор двигателя — двухкаскадный, рассчитан на jt*s = 13,5, что достигается в шестиступенчатом компрессоре низкого давления и девятиступенчатом компрессоре высокого давления. Для

Осн. элементами компрессионных Х.м. являются испаритель, холодильный компрессор, конденсатор и тер-морегулирующий вентиль. В испарителе хладагент кипит (испаряется), отнимая теплоту от охлаждаемого тела. Образовавшийся пар отсасывается компрессором, сжимается в нём и подаётся в конденсатор1, где охлаждается водой или воздухом и конденсируется. Затем хладагент через тер-морегулирующий вентиль снова поступает в испаритель для повторного

•а — принципиальная схема; б — процесс на Т, s-диаграмме; в — процесс на I, s-диаграмме; / — компрессор; // — конденсатор; /// — детандер; IV — испаритель.

/ — компрессор; // — конденсатор; /// — регенеративный теплообменник; IV— дроссельный вентиль; V — сепаратор; VI — испарит ель.

Протекание процессов рабочего цикла в разных агрегатах (камера сгорания — топка котла, турбина, компрессор, конденсатор — холодильник и др.) и введение различных устройств для повышения КПД (регенераторы, промежуточный подогрев, промежуточное охлаждение и т. д.) приводит к исключительно большому числу схем ТУ, анализ которых выполнен для всех мысли мых вариантов. В целом можно сказать, что по мере усложнения ТУ экономичность их повышается (при прочих равных условиях). Выбор оптимального решения — задача проектировщиков.

Области применения, требуемые температуры кипения и холодопроизводительности малых машин разнообразны; выпуск большого числа типоразмеров машин облегчается широкой унификацией деталей, узлов и целых элементов машин (компрессоров, конденсаторов). Широко развито вмонтирование холодильных машин в обслуживаемые ими объекты (металлорежущие станки, охладители питьевой воды, шкафы и прилавки, охлаждаемые кузова автомобилей и т. n.j; при этом агрегаты „компрессор — конденсатор" могут быть стандартными, а испарительные системы должны конструироваться применительно к данному объекту.

Известны различные типы агрегатов холодильных машин: компрессорный агрегат; агрегат и система „компрессор—конденсатор"; комплексные холодильные агрегаты и системы.

Агрегат „компрессор — конденсатор" включает в себя компрессор, двигатель, конденсатор и автоматические приборы, смонтированные на общей раме. Применение таких агрегатов, выпускаемых с производительностью до 100000—200000 ккал/час, универсальное.

Под холодопроизводительностью агрегата „компрессор — конденсатор" понимается прирост теплосодержания агента вне агрегата, на пути от жидкостного вентиля конденсатора до всасывающего вентиля компрессора. Этот прирост несколько превышает тепловую нагрузку испарителя.

прессорных агрегатов — передвижные (в том числе судовые) установки, где трудно обеспечить жёсткость фундамента. В установках общего назначения агрегаты этого типа применяются при наличии испарительного конденсатора, устанавливаемого вдали от компрессора. Привод компрессора от стандартных электродвигателей производится непосредственным соединением (в крупных моделях) или клиноремённой передачей (фиг. 1, а и б). Часто применяются специальные короткоза-мкнутые электродвигатели, состоящие изрото-ра, надетого на конец вала компрессора, и статора, вмонтированного в герметически закрытый корпус компрессора (фиг. 1,в). Производительность герметических агрегатов доходит до 300000 ккал/час.

включающие в себя одинаковые компрессоры и предназначенные для различных температур кипения, имеют либо различные числа оборотов компрессоров, либо различные электродвигатели. Агрегаты „компрессор-конденсатор" целесообразно выпуск 1ть для трёх диапазонов температур: ниже — 20° С, до—5°С и выше — 5° С.

Фиг. 2. Мотокомпрессорный агрегат с фреоновым V-образным компр^ссооом, / — бензиновый двигатель; 2 — фреоновый компрессор; 3 — шкив-маховик; 4 — сцепление вала компрессора с маховиков; 5 — вентилятор, усиливающий охлаждение конденсатора и компрессора; 6 —вентилятор, усиливающий охлаждение радиатора двигателя.