а

1.

Компрессоры авиационных ГТД
Овчинников П.А.

2.

Т-S диаграмма
Закон Бернулли
Закон постоянства расхода воздуха
pSV=const

3.

Компрессор — это
лопаточная машина, в
которой,за счет
внешней механической
работы, к воздуху
сообщается энергия,
идущая на повышение
его полного давления и
подачи его в камеру
сгорания.

4.

Требования, предъявляемые к
компрессорам авиационных ГТД.
1.Необходимый уровень повышения давления
2.Обеспечение необходимого расхода воздуха
3. Высокий уровень КПД, подразумевающий минимальные потери
энергии, подводимой от турбины.
4.Устойчивая работа в широком диапазоне изменений условия полёта
и режимов роботы двигателя,
5.Равномерность потока воздуха на входе в камеру сгорания.
(Стабильность параметров)
6. Малые габариты и масса
7. Высокая прочность и износоустойчивость.
8. Высокая эксплуатационная надёжность, контролепригодность.

5.

Классификация компрессоров по направлению движения потока

6.

Тunы paбoчuх кoлec
Центробежные компрессоры
В центробежном компрессоре для повышения
давления газа используется центробежный эффект,
который позволяет увеличить степень повышения
полного давления намного больше, чем в осевом
компрессоре.
oткpытoгo тuna;
зaкpытoгo тuna;
noлyoткpытoгo тuna.

7.

Осецентробежные компрессоры
Осецентробежные
компрессоры представляют
собой комбинированное
устройство, в котором
высокий к.п.д. ( 83%) осевого
компрессора (первые 5…7
ступеней) сочетается с
высокой степенью сжатия в
единственной последней
центробежной ступени
Honeywell T53
1 - oceвыe cтyneнu; 2 - цeнтpoбeжнaя cтyneнь

8.

Осевой компрессор состоит из
входного направляющего аппарата (BHА) 5
и нескольких венцов последовательно
чередующихся в осевом направлении рабочих
лопаток 2, установленных на вращающемся
роторе 1 и направляющих лопаток 3,
закрепленных в корпусе компрессора 4.
Совокупность одного венца рабочих лопаток и
следующего за ним венца направляющих
лопаток называется ступенью компрессора.
Рабочие лопатки одной ступени,
установленные в диске, называют рабочим
колесом (РК), направляющие ло- патки одной
ступени, закрепленные в корпусе, на- зывают
направляющим аппаратом (HА).

9.

Статор
НА
+
+
РК
Ротор
=
Ступень

10.

Типы роторов

11.

Схeмы npoфилeй npoтoчнoй чacти
a) c nocтoянным нapужным
диaмeтpoм;
б) c nocтoянным внутpeнним
диaмeтpoм;
в) c nocтoянным cpeдним
диaмeтpoм;
г) c nepeмeнным нapужным,
внутpeнним и cpeдним
диaмeтpaми

12.

Работа осевого компрессора
Принцип работы осевого многоступенчатого компрессора удобно рассмотреть
на примере отдельной ступени — поскольку все ступени работают по
аналогичному принципу.
Полная ступень компрессора — это
весь кольцевой ряд лопаток (от
внутренней до внешней границы
проточной части).
Элементарная ступень — «срез»
полной ступени по одному радиусу,
развёрнутый на плоскость. Показывает,
как выглядят лопатки в одном
поперечном сечении.
Решётка профилей — набор профилей
(контуров) всех лопаток одного венца
(ряда лопаток) в одном поперечном
сечении

13.

pSV=const
CО - абс. скоростью на входе в BHА
C1 - абсолютная скоростью на
выходе из BHА
U - окружная скорость
W1 - относительная скорость потока
на входе в РК
C2 - абс.скорость на выходе из РК
C3- абс. скорость на выходе изНА

14.

Срывные и неустойчивые режим работы ОК.
Разница срывной- локально, неустойчивый- глобально
Неустойчивые:
Срывной:
-Срыв потока в осевом компрессоре -Вращающийся срыв
-Помпаж осевого компрессора
Основными причинами возникновения срывных и неустойчивых режимов
являются:
• работа компрессора при малых расходах воздуха;
• несоответствие углов входа потока на лопатки ротора и статора;
• неравномерность распределения параметров потока по высоте и окружности;
• несогласованная работа отдельных ступеней и каскадов;
• резкие переходные режимы работы двигателя.

15.

Помпаж – газодинамически неустойчивый
автоколебательный режим работы
компрессора и его сети, характеризующийся сильными
низкочастотными колебаниями параметров:
-давления;
-температуры;
-расхода воздуха.
Различают:
нижний помпаж
верхний помпаж

16.

спинка
корытце

17.

Срыв потока может произойти при постоянной частоте вращения
при изменении расхода воздуха G, связанном с изменением
атмосферных условий или с особенностями работы и управления
двигателем. При уменьшении расхода воздуха срыв происходит со
спинок лопаток (возможно запирание компрессора и выброс
воздуха в атмосферу), а при увеличении - со стороны корытца
лопаток (такой срыв является местным и его распространение изза центробежных маловероятно, но к.п.д. компрессора все же
снижается).

18.

Устойчевый и неустойчивый режим работы

19.

Основные параметры многоступенчатого ОК, их связь параметрами ступеней.
• степень повышения полного давления компрессора;
(произведение ступеней)
• коэффициент полезного действия компрессора;
(помимо кпд ступеней, потери, утечки, качество воздуха)
• массовый расход воздуха (сколько вошло и вышло)(постоянный, но завсит от
размеров проточнойсасти и профилирования лопаток)
• частота вращения ротора (изменение частота на всех ступенях одновременно,
но воздух из начала еще не дошел до последних-рассинхрон)
• диапазон устойчивой работы компрессора.

20.

Особенности работы сверхзвуковых степеней ОК.
Скачок уплотнения — ударная волна, возникающая
при обтекании тела потоком жидкости или газа, фронт
которой сохраняет своё положение относительно этого
тела.

21.

22.

Уплотнения проточной части компрессора.
Предназначены для уменьшения утечек воздуха из зон повышенного давления в зоны пониженного
давления
Основные виды уплотнений проточной части
Радиальные (концевые) уплотнения
Лабиринтные уплотнения
Уплотнения с абразивными покрытиями
Осевые уплотнения

23.

Вывод на расчетные режимы
-Регулирование углов установки направляющих аппаратов
-Выбор закона разгона двигателя

24.

Системы перепуска (перепуска и сброса) воздуха
Система кольцевого перезапуска

25.

Кopnуc кoмnpeccopa дв. ПС-90Ac
кaнaлaми для aктивнoгo peгулиpoвaния
paдиaльных зaзopoв
1 - кopnуc oбдувa;
2 – кoжух;
3 - oтвepcтия oбдувa;
4 - кopnуc кoмnpeccopa;
5 - oтвepcтия для cбpoca вoздухa в
нapужный кoнтуp
Каскадирование компрессора
Каскадом компрессора называется группа ступеней, установленных на одном валу и приводимых
отдельной турбиной.

26.

Конструктивные и силовые схемы осевых компрессоров
Осевые компрессоры делятся на три группы: одно-, двух- или трехкаскадные.
Однoкacкaдный кoмnpeccop двuгaтeля Rolls-Royce

27.

Двyхкacкaдный кoмnpeccop ТPД двuгaтeля Rolls-Royce Tyne 1 - КНД; 2 – КВД; 3 - paздeлuтeльный кopnyc

28.

Двухкacкaдный
кoмnpeccop TРДД c
бoльшoй cmeneнью
двухкoнmуpнocmu
(двuгameль ПC-90A)
1 – вeнmuляmop;
2 - noдnopныe cmуneнu;
3 – КВД;
4 - вpaщaющuйcя
oбmeкameль;
5 - paздeлumeльный
кopnуc;
6 - cnpямляющuй
annapam КВД

29.

Тpeхкacкaдный кoмnpeccop
ТPДД c бoльшoй cтeneнью
двyхкoнтypнocтu двuгaтeля
Rolls-Royce RB211
1 - вeнтuлятop;
2 - кoмnpeccop cpeднeгo дaвлeнuя;
3 - кoмnpeccop выcoкoгo дaвлeнuя;
4 - cuлoвыe cтoйкu paздeлuтeльнoгo
кopnyca, coвмeщeнныe c лonaткaмu
cnpямляющeгo annapaтa
вeнтuлятopa;
5 - вaл poтopa нuзкoгo дaвлeнuя;
6 - вaл poтopa cpeднeгo дaвлeнuя;
7 - вaл poтopa выcoкoгo дaвлeнuя;
8 - onopa вeнтuлятopa
(мeжвaльнaя);
9 - onopa кoмnpeccopa cpeднeгo
дaвлeнuя;
10 - onopa кoмnpeccopa выcoкoгo
дaвлeнuя