ارسال کار خوب خود را در پایگاه دانش ساده است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

نوشته شده در http://www.allbest.ru/

1. شرح ساخت و ساز

قدرت قدرت موتور توربین

1.1 AL-31F

AL-31F یک موتور توربوجت دو شفت دو مداره با اختلاط جریان های مدارهای داخلی و خارجی پشت توربین، پس سوز معمولی برای هر دو مدار و یک نازل جت همه حالته مافوق صوت قابل تنظیم است. کمپرسور محوری فشار پایین 3 مرحله با پره های راهنمای ورودی قابل تنظیم (VNA)، کمپرسور محوری فشار قوی 7 مرحله با VNA قابل تنظیم و پره های راهنما دو مرحله اول. توربین های فشار بالا و پایین - تک مرحله ای محوری. توربین خنک شده و پره های نازل. محفظه احتراق اصلی حلقوی است. آلیاژهای تیتانیوم (تا 35 درصد جرم) و فولادهای مقاوم در برابر حرارت به طور گسترده در طراحی موتور استفاده می شوند.

1.2 توربین

مشخصات کلی

توربین موتور محوری، جت، دو مرحله ای، دو شفت می باشد. مرحله اول یک توربین فشار قوی است. مرحله دوم فشار کم است. تمام پره ها و دیسک های توربین خنک می شوند.

پارامترهای اصلی (H = 0، M = 0، حالت "حداکثر") و مواد قطعات توربین در جداول 1.1 و 1.2 نشان داده شده است.

جدول 1.1

پارامتر
کاهش فشار کل گاز
راندمان توربین از نظر پارامترهای جریان راکد
سرعت محیطی در حاشیه تیغه ها، m / s
سرعت روتور، دور در دقیقه
نسبت آستین
دمای گاز در ورودی توربین
مصرف گاز، کیلوگرم بر ثانیه
پارامتر بارگذاری، m / s

جدول 1.2

طراحی توربین فشار قوی

توربین پرفشار برای به حرکت درآوردن یک کمپرسور پرفشار و همچنین پیشرانه و واحدهای هواپیما نصب شده بر روی جعبه های محرک طراحی شده است. توربین از یک روتور و یک استاتور تشکیل شده است.

روتور توربین فشار قوی

روتور توربین از پره های روتور، دیسک و ژورنال تشکیل شده است.

تیغه کار ریخته گری، توخالی با جریان هوای خنک کننده نیمه حلقه است.

در حفره داخلی به منظور سازماندهی جریان هوای خنک کننده، دنده ها، پارتیشن ها و توربولاتورها در نظر گرفته شده است.

در سری‌های بعدی، تیغه‌ای با طرح خنک‌کننده نیمه حلقه با تیغه‌ای با طرح خنک‌کننده سیکلون-گردابی جایگزین می‌شود.

یک کانال در حفره داخلی در امتداد لبه جلو ساخته شده است که در آن، مانند یک سیکلون، یک جریان هوای چرخشی تشکیل می شود. چرخش هوا به دلیل تامین مماس آن به کانال از طریق سوراخ های بافل رخ می دهد.

از کانال، هوا از طریق سوراخ ها (سوراخ ها) در دیواره کتف به پشت کتف ساطع می شود. این هوا یک لایه محافظ روی سطح ایجاد می کند.

در قسمت مرکزی تیغه، کانال هایی بر روی سطوح داخلی ساخته می شود که محورهای آنها با هم قطع می شوند. جریان هوای متلاطم در کانال ها تشکیل می شود. توربولیزاسیون جریان هوا و افزایش سطح تماس باعث افزایش راندمان انتقال حرارت می شود.

در ناحیه لبه دنباله، توربولاتور (پل) به اشکال مختلف ساخته می شود. این توربولاتورها انتقال حرارت را تشدید می کنند و استحکام تیغه را افزایش می دهند.

قسمت پروفیل تیغه توسط یک قفسه و یک پایه دراز از قفل جدا می شود. قفسه های تیغه با اتصال به یکدیگر، یک پوسته مخروطی شکل را تشکیل می دهند که قفل تیغه را از گرم شدن بیش از حد محافظت می کند.

پایه دراز، جدا شدن جریان گاز با دمای بالا از قفل و دیسک را تضمین می کند، منجر به کاهش مقدار حرارت منتقل شده از قسمت پروفیل به قفل و دیسک می شود. علاوه بر این، ساقه دراز، با داشتن سختی خمشی نسبتاً کم، باعث کاهش سطح تنش‌های ارتعاشی در قسمت پروفیل تیغه می‌شود.

قفل سه دندانه از نوع شاه ماهی انتقال بارهای شعاعی از تیغه ها به دیسک را تضمین می کند.

دندان ساخته شده در قسمت سمت چپ قفل، تیغه را از حرکت آن در طول جریان ثابت می کند و شیار همراه با عناصر فیکس کننده تضمین می کند که تیغه در برابر جریان حرکت نمی کند.

در قسمت جانبی تیغه، به منظور سهولت ورود به هنگام لمس استاتور و در نتیجه جلوگیری از تخریب تیغه، نمونه ای در انتهای آن ساخته می شود.

برای کاهش سطح تنش های ارتعاشی در تیغه های روتور، دمپرهایی با ساختار جعبه ای شکل بین آنها در زیر قفسه ها قرار می گیرد. هنگامی که روتور تحت تأثیر نیروهای گریز از مرکز می چرخد، دمپرها بر روی سطوح داخلی فلنج های تیغه های ارتعاشی فشرده می شوند. به دلیل اصطکاک در نقاط تماس دو قفسه مجاور در برابر یک دمپر، انرژی ارتعاشی تیغه ها تلف می شود که باعث کاهش سطح تنش های ارتعاشی در تیغه ها می شود.

دیسک توربین با ماشینکاری بعدی مهر و موم می شود. در قسمت جانبی دیسک، شیارهایی از نوع "Herringbone" برای اتصال 90 تیغه روتور، شیارهایی برای قرار دادن قفل صفحه برای تثبیت محوری تیغه ها و سوراخ های شیبدار برای تامین هوا برای خنک کردن تیغه های روتور وجود دارد.

هوا از گیرنده گرفته می شود که توسط دو مهره، سطح سمت چپ دیسک و دستگاه چرخان تشکیل شده است. وزنه های متعادل کننده در زیر شانه قرار دارند. در صفحه سمت راست تیغه دیسک، یک یقه مهر و موم دخمه پرپیچ و خم و یک یقه مورد استفاده در هنگام جدا کردن دیسک ساخته شده است. در قسمت پلکانی دیسک، سوراخ‌های استوانه‌ای برای پیچ‌های محکم متصل به شفت، دیسک و تنه روتور توربین ساخته شده است.

تثبیت محوری تیغه کار توسط یک دندان با قفل لایه ای انجام می شود. یک قفل لایه ای (یکی برای دو تیغه) در شکاف های تیغه ها در سه مکان از دیسک، جایی که برش ها ایجاد می شود، وارد می شود و در طول کل محیط حلقه تیغه شتاب می گیرد. قفل های صفحه ای که در محل برش ها در دیسک نصب می شوند، شکل خاصی دارند. این قفل ها به صورت تغییر شکل سوار شده و پس از صاف شدن وارد شیارهای تیغه ها می شوند. هنگام صاف کردن قفل صفحه، تیغه ها از انتهای مخالف پشتیبانی می شوند.

روتور با وزنه هایی که در شیار فلنج دیسک ثابت شده و در قفل ثابت شده اند متعادل می شود. دم قفل روی یک وزنه متعادل خم شده است. محل خم شدن با بررسی آن با ذره بین از نظر ترک بررسی می شود. تعادل روتور را می توان با مرتب کردن مجدد تیغه ها انجام داد؛ برش دادن انتهای وزنه ها مجاز است. عدم تعادل باقیمانده بیش از 25 گرم در ثانیه نیست.

دیسک با محور و محور HPC با پیچ و مهره های محکم متصل می شود. سر پیچ ها در برابر چرخش توسط صفحات خم شده روی برش های سر محکم می شوند. از حرکت طولی، پیچ ها توسط قسمت های بیرون زده سرها که وارد شیار حلقوی شفت می شوند، نگه داشته می شوند.

تراننیون روتور را روی یک غلتک (برینگ بین روتور) پشتیبانی می کند.

تراننیون با یک فلنج در مرکز قرار گرفته و به دیسک توربین متصل می شود. روی شیارهای استوانه ای بیرونی تراننیون، قرار دادن آستین مهر و موم های هزارتویی. تثبیت محوری و محیطی هزارتوها توسط پین های شعاعی انجام می شود. برای جلوگیری از افتادن پین ها تحت تأثیر نیروهای گریز از مرکز، پس از فشار دادن آنها به داخل، سوراخ های بوشینگ ها منبسط می شوند.

در قسمت بیرونی ساقه تنه، در زیر هزارتوها، یک مهر و موم تماسی وجود دارد که با یک مهره قلعه ای ثابت شده است. مهره با قفل صفحه ای قفل می شود.

بوشینگ های مهر و موم تماسی و هزارتویی در داخل ژورنال در تسمه های استوانه ای قرار دارند. آستین ها توسط یک مهره قلابی که به نخ های خرطومی پیچ می شود در جای خود ثابت می شوند. مهره با خم شدن آنتن های تاج به شکاف های انتهایی تراننیون متعادل می شود.

در قسمت سمت راست حفره داخلی تراننیون، حلقه بیرونی یک غلتک قرار دارد که توسط یک مهره قلعه‌ای که به داخل بند رزوه‌دار پیچ شده نگه داشته می‌شود، که به روشی مشابه قفل می‌شود.

مهر و موم تماس یک جفت بوش فولادی و حلقه گرافیتی است. برای تماس تضمینی جفت ها، فنرهای صاف بین حلقه های گرافیتی قرار می گیرند. یک آستین فاصله بین بوش های فولادی برای جلوگیری از گیرکردن مهر و موم تماس مکانیکی قرار می گیرد.

استاتور توربین فشار قوی

استاتور یک توربین پرفشار از یک حلقه بیرونی، بلوک‌هایی از پره‌های نازل، یک حلقه داخلی، یک دستگاه چرخشی و یک مهر و موم با درج‌های HPT تشکیل شده است.

حلقه بیرونی یک پوسته استوانه ای با فلنج است. حلقه بین محفظه محفظه احتراق و محفظه پمپ تزریق قرار دارد.

در قسمت میانی حلقه بیرونی شیاری وجود دارد که دیواره جداکننده مبدل حرارتی در امتداد آن قرار دارد.

در قسمت سمت چپ حلقه بیرونی روی پیچ ها، یک حلقه بالایی وصل شده است که تکیه گاه لوله شعله محفظه احتراق است و منبع هوای خنک کننده را برای دمیدن قفسه های بیرونی تیغه های نازل فراهم می کند.

یک مهر و موم در سمت راست حلقه بیرونی نصب شده است. مهر و موم شامل یک فاصله دهنده حلقوی با صفحه نمایش، 36 درج HPE بخش و بخش هایی برای اتصال درج های HPT به اسپیسر است.

یک رزوه حلقوی بر روی قطر داخلی درج های HPT ساخته می شود تا در هنگام لمس تیغه های روتور HPT سطح را کاهش دهد تا از گرم شدن بیش از حد قسمت محیطی تیغه های روتور جلوگیری شود.

مهر و موم به حلقه بیرونی با پین های سوراخ شده محکم می شود. هوای خنک کننده از طریق این سوراخ ها به درج های HPT می رسد.

از طریق سوراخ های درج، هوای خنک کننده به شکاف شعاعی بین درج ها و پره های روتور تخلیه می شود.

برای کاهش سرریز گاز داغ، صفحاتی بین درج ها تعبیه می شود.

هنگام مونتاژ مهر و موم ها، درج های HPT با استفاده از پین ها در بخش هایی به اسپیسر متصل می شوند. این بست این امکان را به درج های HPT می دهد که نسبت به یکدیگر و اسپیسرها هنگام گرم شدن در حین کار حرکت کنند.

تیغه های نازل در 14 بلوک سه تیغه ای ترکیب شده اند. بلوک های تیغه ریخته گری شده، با پلاگین و لحیم کاری در دو مکان منحرف کننده با پوشش پایین لحیم شده با یک بند. ساختار ریخته‌گری بلوک‌ها با دارا بودن استحکام بالا، پایداری زوایای نصب پره‌ها، کاهش نشت هوا و در نتیجه افزایش راندمان توربین را تضمین می‌کند، علاوه بر این، این طراحی بیشتر از فناوری برخوردار است. .

حفره داخلی تیغه توسط یک پارتیشن به دو قسمت تقسیم می شود. هر محفظه شامل منحرف کننده هایی با سوراخ هایی است که جریان جت هوای خنک کننده را روی دیواره های داخلی تیغه ایجاد می کند. سوراخ در لبه های جلویی تیغه ها ایجاد می شود.

در قفسه بالایی بلوک 6 سوراخ رزوه ای وجود دارد که پیچ های اتصال بلوک های نازل به حلقه بیرونی در آنها پیچ می شود.

قفسه پایینی هر بلوک تیغه دارای یک دفترچه است که در امتداد آن حلقه داخلی در مرکز آستین قرار دارد.

پروفیل پر با سطوح مجاور قفسه ها آلومینوسیلیته است. ضخامت پوشش 0.02-0.08 میلی متر.

برای کاهش جریان گاز بین بلوک ها، اتصالات آنها با صفحاتی که در شکاف های انتهای بلوک ها قرار می گیرند، آب بندی می شوند. شیارهای انتهای بلوک ها به روش الکتروفرسایش ساخته می شوند.

حلقه داخلی به شکل یک پوسته با بوش و فلنج ساخته شده است که یک دیافراگم مخروطی به آن جوش داده شده است.

در فلنج سمت چپ حلقه داخلی، حلقه ای توسط پیچ ها وصل شده است که لوله شعله روی آن قرار دارد و از طریق آن هوا برای دمیدن قفسه های داخلی تیغه های دستگاه نازل تامین می شود.

در فلنج سمت راست، یک دستگاه چرخشی با پیچ ثابت می شود که یک ساختار پوسته جوش داده شده است. دستگاه چرخش برای تامین و خنک کردن هوای ورودی به پره های روتور با شتاب و چرخش در جهت چرخش توربین طراحی شده است. برای افزایش استحکام پوسته داخلی، سه پروفیل تقویت کننده به آن جوش داده شده است.

شتاب و چرخش هوای خنک کننده در قسمت مخروطی دستگاه چرخش رخ می دهد.

شتاب هوا باعث کاهش دمای هوای خنک کننده پره های روتور می شود.

چرخش هوا تضمین می کند که مولفه محیطی سرعت هوا و سرعت محیطی دیسک برابر هستند.

طراحی توربین کم فشار

یک توربین کم فشار (LPT) برای به حرکت درآوردن یک کمپرسور فشار پایین (LPC) طراحی شده است. از نظر ساختاری، از یک روتور پمپ سوخت فشار بالا، یک استاتور پمپ سوخت فشار بالا و یک تکیه گاه پمپ سوخت فشار بالا تشکیل شده است.

روتور توربین فشار پایین

روتور یک توربین کم فشار از یک دیسک LPT با پره های روتور ثابت روی دیسک، یک دیسک فشار، یک ژورنال و یک شفت تشکیل شده است.

تیغه کار ریخته گری می شود و با جریان شعاعی هوای خنک کننده خنک می شود.

در حفره داخلی 11 ردیف 5 تکه از هر یک از پین‌های استوانه‌ای وجود دارد - توربولاتورهایی که پشت و فرورفتگی کتف را به هم متصل می‌کنند.

پلت فرم پوششی محیطی باعث کاهش فاصله شعاعی می شود که منجر به افزایش راندمان توربین می شود.

به دلیل اصطکاک سطوح تماس قفسه های روتور پره های روتور مجاور، سطح تنش های ارتعاشی کاهش می یابد.

قسمت پروفیل تیغه توسط قفسه ای از قسمت قفل جدا می شود که مرز جریان گاز را تشکیل می دهد و دیسک را از گرم شدن بیش از حد محافظت می کند.

پارو دارای قفلی از نوع شاه ماهی است.

تیغه بر اساس مدل موم گمشده با اصلاح سطح با آلومینات کبالت ریخته‌گری می‌شود که به دلیل تشکیل مراکز تبلور روی سطح تیغه، ساختار مواد را با آسیاب کردن دانه‌ها بهبود می‌بخشد.

به منظور افزایش مقاومت حرارتی، سطوح بیرونی پر، کفن و قفسه‌های قفلی در معرض آلومینوسیلیزاسیون لغزشی با ضخامت پوشش 0.02-0.04 قرار می‌گیرند.

برای تثبیت محوری تیغه ها در برابر حرکت خلاف جریان، دندانه ای روی آن ساخته می شود که در مقابل لبه دیسک قرار دارد.

برای تثبیت محوری تیغه از حرکت در امتداد جریان، یک شیار در قفل تیغه در ناحیه قفسه ایجاد می شود که شامل یک حلقه شکاف با یک قفل است که از حرکت محوری توسط شانه دیسک نگه داشته می شود. در حین نصب، حلقه به دلیل وجود بریدگی، چین خورده و وارد شیارهای تیغه ها می شود و شانه دیسکی وارد شیار حلقه می شود.

بستن حلقه اسپلیت در حالت کار توسط یک قفل با گیره، خم شدن به قفل و عبور از سوراخ های قفل و شکاف های فلنج دیسک انجام می شود.

دیسک توربین با ماشینکاری بعدی مهر و موم می شود. در ناحیه محیطی برای قرار دادن تیغه ها، شیارهایی از نوع شاه ماهی و سوراخ های شیبدار برای تامین هوای خنک کننده وجود دارد.

مهره های حلقوی بر روی شبکه دیسک ساخته می شوند که روی آن پوشش های هزارتو و دیسک هزارتوی فشار قرار دارد. تثبیت این قطعات با پین انجام می شود. سوراخ ها برای جلوگیری از افتادن پین ها باز می شوند.

یک دیسک فشار با پره ها برای تحت فشار قرار دادن هوای عرضه شده برای خنک کردن پره های توربین مورد نیاز است. برای تعادل روتور، وزنه های متعادل کننده با گیره های لایه ای روی دیسک فشار ثابت می شوند.

مهره های حلقوی نیز روی هاب دیسک ساخته می شوند. روکش های لابیرنت روی شانه چپ و یک پیوت روی شانه راست نصب می شود.

محور برای پشتیبانی از روتور کم فشار روی بلبرینگ غلتک و انتقال گشتاور از دیسک به شفت طراحی شده است.

برای اتصال دیسک با ژورنال، یک فلنج چنگال روی آن در قسمت جانبی ساخته می شود که در امتداد آن مرکز سازی انجام می شود. علاوه بر این، مرکز و انتقال بارها توسط پین های شعاعی انجام می شود که توسط یک هزارتو از افتادن آنها جلوگیری می شود.

یک حلقه مهر و موم دخمه پرپیچ و خم نیز به تیغه TND متصل شده است.

در قسمت استوانه ای محیطی تراننیون، یک مهر و موم تماس مکانیکی در سمت راست، و یک بوش یک مهر و موم تماس شعاعی-مکانیکی در سمت چپ وجود دارد. بوش بر روی قسمت استوانه ای تراننیون متمرکز شده است، در جهت محوری با خم کردن رج ثابت می شود.

در سمت چپ تراننیون، روی سطح استوانه ای، بوش هایی برای تامین روغن بلبرینگ، حلقه داخلی یاتاقان و قطعات آب بندی تعبیه شده است. بسته بندی این قطعات با مهره قلعه ای محکم می شود که با قفل لایه ای قفل می شود. در سطح داخلی تراننیون شکاف هایی برای انتقال گشتاور از تنه به شفت تعبیه شده است. در بدنه ژورنال سوراخ هایی برای تامین روغن یاتاقان ها وجود دارد.

در قسمت سمت راست تراننیون، روی شیار بیرونی، حلقه داخلی غلتک تکیه گاه توربین با مهره ثابت می شود. مهره قلعه ای با یک قفل لایه ای قفل می شود.

شفت توربین کم فشار از 3 قسمت تشکیل شده است که توسط پین های شعاعی به یکدیگر متصل می شوند. سمت راست شفت با اسپلاین های خود وارد اسپلاین های شمارنده ژورنال می شود و از آن گشتاور دریافت می کند.

نیروهای محوری از ژورنال به شفت توسط مهره ای که روی انتهای شافت رزوه دار پیچ شده منتقل می شود. مهره در برابر شل شدن توسط یک آستین خاردار محکم می شود. اسپلاین های صورت آستین وارد شیارهای صورت میل می شوند و اسپلین های قسمت استوانه ای آستین وارد اسپلاین های طولی مهره می شوند. در جهت محوری، آستین اسپلینت با یک حلقه تنظیم و یک حلقه تقسیم ثابت می شود.

یک دخمه پرپیچ و خم در سطح بیرونی سمت راست شفت با پین های شعاعی ثابت شده است. در سطح داخلی شفت، آستین اسپلاین درایو پمپ برای پمپاژ روغن از تکیه گاه توربین با پین های شعاعی ثابت شده است.

در سمت چپ شفت اسپلاین هایی وجود دارد که گشتاور را به فنر و سپس به روتور کمپرسور کم فشار منتقل می کند. در سطح داخلی سمت چپ شفت، یک نخ بریده شده است که یک مهره در آن پیچ می شود و با یک پین محوری قفل می شود. یک پیچ در مهره پیچ می شود که روتور کمپرسور کمپرسور و روتور توربین کم فشار را سفت می کند.

در سطح بیرونی قسمت سمت چپ شفت یک مهر و موم تماسی شعاعی، یک آستین فاصله‌گیر و یک غلتک چرخ دنده مخروطی وجود دارد. تمام این قسمت ها با مهره ای محکم بسته می شوند.

طراحی شفت کامپوزیت امکان افزایش استحکام آن را به دلیل افزایش قطر قسمت میانی و همچنین کاهش وزن فراهم می کند - قسمت میانی شفت از آلیاژ تیتانیوم ساخته شده است.

استاتور توربین فشار پایین

استاتور از یک پوشش بیرونی، بلوک هایی از تیغه های نازل و یک پوشش داخلی تشکیل شده است.

پوشش بیرونی یک سازه جوش داده شده است که از یک پوسته مخروطی و فلنج هایی تشکیل شده است که در امتداد آن پوشش به محفظه توربین فشار قوی و پوشش نگهدارنده متصل می شود. در خارج، صفحه ای به بدنه جوش داده شده است که کانالی را برای تامین هوای خنک کننده تشکیل می دهد. دنده هایی در داخل وجود دارد که دستگاه نازل در امتداد آنها قرار دارد.

در ناحیه فلنج سمت راست، یقه ای تعبیه شده است که درج پمپ تزریق با لانه زنبوری روی آن تعبیه شده و با پین های شعاعی ثابت می شود.

تیغه های دستگاه نازل به منظور افزایش استحکام یازده بلوک سه پره.

هر تیغه ریخته گری، توخالی، با منحرف کننده های داخلی خنک می شود. قفسه های پر، بیرونی و داخلی یک مسیر جریان را تشکیل می دهند. فلنج های بیرونی تیغه ها دارای مهره هایی هستند که با آنها در امتداد شیارهای پوشش بیرونی قرار می گیرند.

تثبیت محوری بلوک های تیغه نازل توسط یک حلقه شکاف انجام می شود. تثبیت محیطی تیغه ها توسط برجستگی های بدنه انجام می شود و وارد شکاف های ساخته شده در قفسه های بیرونی می شود.

سطح بیرونی قفسه ها و قسمت پروفیل تیغه ها به منظور افزایش مقاومت در برابر حرارت، آلومینوزیل شده است. ضخامت لایه محافظ 0.02-0.08 میلی متر است.

برای کاهش جریان گاز بین بلوک های تیغه، صفحات آب بندی در شکاف ها تعبیه شده است.

فلنج های داخلی تیغه ها به برآمدگی های کروی ختم می شود که محفظه داخلی که یک سازه جوشی است در امتداد آن ها قرار دارد.

در دنده های بدنه داخلی شیارهایی ایجاد می شود که با فاصله شعاعی وارد شانه های فلنج های داخلی تیغه های نازل می شود. این فاصله شعاعی باعث آزادی انبساط حرارتی تیغه ها می شود.

پشتیبانی توربین LP

تکیه گاه توربین از بدنه پشتیبانی تشکیل شده استو مسکن بلبرینگ.

بدنه تکیه گاه یک سازه جوشی است که از پوسته هایی تشکیل شده است که توسط پایه هایی به هم متصل شده اند. قفسه ها و پوسته ها از جریان گاز توسط صفحه های پرچ شده محافظت می شوند. دیافراگم های مخروطی روی فلنج های پوسته داخلی تکیه گاه ثابت می شوند که از محفظه یاتاقان پشتیبانی می کنند. روی این فلنج ها، غلاف مهر و موم لابیرنت در سمت چپ ثابت شده است و در سمت راست محافظی است که از تکیه گاه در برابر جریان گاز محافظت می کند.

یک غلاف مهر و موم تماسی به فلنج های محفظه یاتاقان در سمت چپ وصل شده است. در سمت راست، پوشش محفظه روغن و محافظ حرارتی با پیچ ثابت می شوند.

یک غلتک در سوراخ داخلی محفظه قرار داده شده است. یک حلقه الاستیک و بوش ها بین محفظه و حلقه بیرونی بلبرینگ قرار دارند. سوراخ های شعاعی در حلقه ایجاد می شود که از طریق آن روغن در حین نوسانات روتورها پمپ می شود و انرژی به آن هدر می رود.

تثبیت محوری حلقه ها توسط پوششی که با پیچ به تکیه گاه بلبرینگ سفت شده است انجام می شود. در حفره زیر سپر حرارتی یک پمپ تخلیه روغن و نازل های روغن با خطوط لوله وجود دارد. در محفظه یاتاقان، سوراخ هایی برای تامین روغن دمپر و نازل ها ایجاد می شود.

خنک کننده توربین

سیستم خنک کننده توربین هوا، باز است که با تغییر مجزا در جریان هوا از طریق مبدل حرارتی هوا به هوا تنظیم می شود.

لبه های ورودی پره های دستگاه نازل توربین فشار قوی دارای فیلم همرفتی خنک کننده با هوای ثانویه است. هوای ثانویه برای خنک کردن قفسه های این دستگاه نازل استفاده می شود.

نوارهای عقب پره های CA، دیسک و تیغه های کار LPT، محفظه های توربین، پره های CA توربین فن و دیسک آن در سمت چپ توسط هوای عبوری از مبدل حرارتی هوا به هوا (IWT) خنک می شوند.

هوای ثانویه از طریق سوراخ های بدنه محفظه احتراق وارد مبدل حرارتی می شود، جایی که با - 150-220 K خنک می شود و برای خنک کردن قطعات توربین از دستگاه سوپاپ عبور می کند.

هوای مدار ثانویه از طریق پایه ها و سوراخ های پشتیبانی به دیسک فشار وارد می شود که با افزایش فشار، تامین آن را به تیغه های کار پمپ سوخت فشار قوی تضمین می کند.

پوشش توربین از خارج توسط هوا از مدار ثانویه و از داخل توسط هوا از IWT خنک می شود.

توربین در تمام حالت های کار موتور خنک می شود. طرح خنک کننده توربین در شکل 1.1 نشان داده شده است.

برق در توربین جریان دارد

نیروهای اینرسی از پره های روتوراز طریق استخوان شاه ماهی قفل ها به دیسک منتقل شده و آن را بارگذاری می کنند. نیروهای اینرسی نامتعادل دیسک‌های تیغه‌ای از طریق پیچ‌های محکم روی روتور HPT و از طریق یقه‌های مرکزی و پین‌های شعاعی روی روتور HPT به شفت و خرطوم‌هایی که توسط یاتاقان‌ها پشتیبانی می‌شوند، منتقل می‌شوند. بارهای شعاعی از یاتاقان ها به اجزای استاتور منتقل می شود.

اجزای محوری نیروهای گاز ناشی از پره‌های روتور توربین به دلیل نیروهای اصطکاکی روی سطوح تماس در قفل و با توقف "دندان" تیغه در دیسک به دیسک منتقل می‌شوند. روی دیسک، این نیروها با نیروهای محوری ناشی از افت فشار در سرتاسر آن خلاصه می‌شوند و از طریق پیچ‌های مناسب به شفت منتقل می‌شوند. پیچ های اتصال در کشش ناشی از این نیرو عمل می کنند. نیروی محوری روتور توربین با نیروی محوری جمع می شود.

کانتور بیرونی

مدار خارجی برای دور زدن بخشی از جریان هوای فشرده شده در LPC در پشت پمپ سوخت فشار قوی طراحی شده است.

از نظر ساختاری، کانتور بیرونی از دو محفظه پروفیلدار (جلو و عقب) تشکیل شده است که پوسته بیرونی محصول بوده و برای بستن ارتباطات و واحدها نیز استفاده می شود. پوسته های بیرونی از آلیاژ تیتانیوم ساخته شده اند. بدنه در مدار قدرت محصول گنجانده شده است، گشتاور روتور و تا حدی وزن کانتور داخلی و همچنین نیروهای اضافه بار در طول تکامل جسم را درک می کند.

پوشش جلوی کانتور بیرونی دارای یک شکاف افقی برای دسترسی به HPC، ایستگاه کمپرسور و توربین است.

پروفیل قسمت جاری کانتور بیرونی با نصب در محفظه جلوی کانتور بیرونی صفحه داخلی که توسط رشته های شعاعی به آن متصل می شود، که در عین حال سفت کننده محفظه جلو هستند، تضمین می شود.

بدنه عقب کانتور بیرونی یک پوسته استوانه ای است که توسط فلنج های جلو و عقب محدود شده است. رشته های سفت کننده در قسمت بیرونی قاب عقب قرار دارند. فلنج ها روی بدنه های بیرونی قرار دارند:

· برای تخلیه هوا از مدار داخلی محصول در پشت مراحل 4 و 7 HPC و همچنین از کانال مدار خارجی برای نیاز جسم.

· برای دستگاه های احتراق KS.

· برای پنجره های بازرسی پره های HPC، پنجره های بازرسی ایستگاه کمپرسور و پنجره های بازرسی توربین.

· برای ارتباطات تامین و تخلیه روغن به تکیه گاه توربین، تهویه هوا و حفره روغن تکیه گاه عقب.

· جریان هوا به داخل سیلندرهای پنوماتیک نازل جت (RS).

· برای بستن اهرم بازخورد سیستم کنترل AT HPC.

· برای ارتباطات برای تامین سوخت به ایستگاه کمپرسور، و همچنین برای ارتباطات برای تخلیه هوا از HPC به سیستم سوخت محصول.

روی بدنه کانتور بیرونی نیز کاسه های طراحی شده برای چفت و بست وجود دارد:

· توزیع کننده سوخت. مبدل های حرارتی نفت سوخت مخزن نفت؛

· فیلتر سوخت؛

· کاهنده خودکار KND.

· مخزن تخلیه.

· واحد احتراق، ارتباطات سیستم های پرتاب FC.

· قاب هایی با نقاط اتصال برای نازل و تنظیم کننده پس سوز (RSF).

در قسمت جریان کانتور بیرونی، عناصر ارتباطی دو لولایی سیستم محصول وجود دارد که در طول کارکرد محصول، انبساط حرارتی را در جهت محوری محفظه های خطوط بیرونی و داخلی جبران می کند. گسترش محفظه ها در جهت شعاعی با اختلاط عناصر دو لولایی که از نظر ساختاری مطابق با طرح "پیستون-سیلندر" ساخته شده اند، جبران می شود.

2. محاسبه قدرت دیسک پروانه توربین

2.1 طرح طراحی و داده های اولیه

یک تصویر گرافیکی از دیسک پروانه توربین و مدل طراحی دیسک در شکل 2.1 نشان داده شده است. ابعاد هندسی در جدول 2.1 ارائه شده است. محاسبه دقیق در پیوست 1 ارائه شده است.

جدول 2.1

بخش I

n - تعداد دور دیسک در حالت طراحی برابر با 12430 دور در دقیقه است. دیسک از مواد EP742-ID ساخته شده است. دما در امتداد شعاع دیسک ثابت نیست. - بار تیغه (کانتور)، شبیه سازی اثر بر روی دیسک نیروهای گریز از مرکز تیغه ها و اتصالات ابزار آنها (ریشه های تیغه و برجستگی دیسک) در حالت طراحی.

مشخصات مواد دیسک (چگالی، مدول الاستیسیته، نسبت پواسون، ضریب انبساط خطی، استحکام طولانی مدت). هنگام وارد کردن مشخصات مواد، توصیه می شود از داده های آماده از آرشیو مواد موجود در برنامه استفاده کنید.

محاسبه بار کانتور طبق فرمول انجام می شود:

مجموع نیروهای گریز از مرکز پرهای تیغه،

مجموع نیروهای گریز از مرکز اتصالات ابزار (ریشه تیغه و برآمدگی دیسک)،

ناحیه ای از سطح استوانه ای محیطی دیسک که از طریق آن نیروهای گریز از مرکز به دیسک منتقل می شود و:

نیروها با فرمول ها محاسبه می شوند

z تعداد تیغه ها است،

ناحیه قسمت ریشه پر تیغه،

تنش گریز از مرکز در قسمت ریشه ایرفویل تیغه. محاسبه این تنش در بخش 2 انجام شد.

جرم حلقه تشکیل شده توسط اتصالات قفل تیغه ها با دیسک،

شعاع چرخش حلقه اتصالات ابزار،

u سرعت زاویه ای چرخش دیسک در حالت طراحی است که از طریق چرخش ها به صورت زیر محاسبه می شود:

جرم و شعاع حلقه با فرمول های زیر محاسبه می شود:

مساحت سطح استوانه ای محیطی دیسک با فرمول 4.2 محاسبه می شود.

با جایگزینی داده های اولیه در فرمول پارامترهای فوق، به دست می آوریم:

محاسبه قدرت دیسک طبق برنامه DI.EXE انجام می شود که در کلاس کامپیوتر 203 دپارتمان موجود است.

باید در نظر داشت که ابعاد هندسی دیسک (شعاع و ضخامت) در برنامه DI.EXE بر حسب سانتی متر و بار کانتور وارد (ترجمه) می شود.

2.2 نتایج محاسبات

نتایج محاسبات در جدول 2.2 ارائه شده است.

جدول 2.2

اولین ستون های جدول 2.2 داده های اولیه در مورد هندسه دیسک و توزیع دما در امتداد شعاع دیسک را نشان می دهد. ستون‌های 5-9 نتایج محاسباتی را نشان می‌دهند: تنش‌های شعاعی (راد.) و محیطی (محیطی)، ذخیره‌ای برای تنش معادل (مثلاً، به عنوان مثال) و چرخش‌های مخرب (قطع سیکلی)، و همچنین ازدیاد طول دیسک تحت عمل نیروهای گریز از مرکز و انبساط حرارتی در شعاع های مختلف.

کوچکترین ضریب ایمنی برای تنش معادل در پایه دیسک به دست می آید. مقدار مجاز شرط قدرت رعایت شده است.

کمترین حاشیه ایمنی از نظر چرخش های مخرب نیز در پایه دیسک به دست می آید. مقدار مجاز شرط قدرت رعایت شده است.

برنج. 2.2 توزیع تنش (rad. And env.) در امتداد شعاع دیسک

برنج. 2.3 توزیع ضریب ایمنی (حاشیه معادل تنش) در امتداد شعاع دیسک

برنج. 2.4 توزیع ضریب ایمنی برای انقلاب های مخرب

برنج. 2.5 توزیع دما، تنش (rad. و env.) در امتداد شعاع دیسک

ادبیات

1. Khronin D.V., Vyunov S.A. و دیگران "ساخت و طراحی موتورهای توربین گازی هواپیما." - م، مهندسی مکانیک، 1368.

2. "موتورهای توربین گاز"، А.А. اینوزمتسف، V.L. ساندراتسکی، JSC "Aviadvigatel"، Perm، 2006.

3. لبدف اس.جی. پروژه درسی در رشته "نظریه و محاسبه پره های هواپیما"، - M، MAI، 2009.

4. Perel L.Ya.، Filatov A.A. بلبرینگ غلتکی. فهرست راهنما. - م، مهندسی مکانیک، 1371.

5. برنامه DISK-MAI، توسعه یافته در بخش 203 MAI، 1993.

6. Inozemtsev A.A.، Nikhamkin M.A.، Sandratsky V.L. «موتورهای توربین گاز. دینامیک و استحکام موتورها و نیروگاه های هواپیما. - م، مهندسی مکانیک، 1386.

7.GOST 2.105 - 95.

ارسال شده در Allbest.ru

...

اسناد مشابه

محاسبه دینامیکی گاز حرارتی موتور، انتخاب و توجیه پارامترها. هماهنگی پارامترهای کمپرسور و توربین. محاسبه دینامیک گاز توربین و پروفیل پره های RK مرحله اول توربین در رایانه. محاسبه قدرت قفل تیغه توربین.

پایان نامه، اضافه شده 03/12/2012


محاسبه دینامیکی گاز حرارتی موتور. هماهنگی عملکرد کمپرسور و توربین. محاسبه دینامیک گاز یک توربین محوری در رایانه پروفیل پره روتور توربین فشار بالا. شرح طراحی موتور، محاسبه قدرت دیسک توربین.

پایان نامه، اضافه شده در 2012/01/22


محاسبه حرارتی گاز دینامیکی موتور، پروفیل پره های پروانه های مرحله اول توربین. محاسبه دینامیک گاز موتور توربوجت توربین و توسعه طراحی آن. توسعه یک طرح برای پردازش یک چرخ دنده اریب. تجزیه و تحلیل بازده موتور.

پایان نامه، اضافه شده در 2012/01/22


طراحی مسیر جریان یک موتور توربین گازی هواپیما. محاسبه قدرت پره روتور، دیسک توربین، واحد اتصال و محفظه احتراق. فرآیند ساخت فلنج، شرح و محاسبه حالت های پردازش برای عملیات.

پایان نامه، اضافه شده در 2012/01/22


شرح طراحی موتور. محاسبه ترموگازدینامیک موتور بای پس توربوجت. محاسبه استحکام و پایداری دیسک کمپرسور، محفظه های محفظه احتراق و قفل تیغه مرحله اول کمپرسور فشار قوی.

مقاله ترم، اضافه شده 03/08/2011


محاسبه قدرت استاتیکی بلند مدت عناصر موتور توربوجت هواپیما r-95Sh. محاسبه مقاومت تیغه روتور و دیسک مرحله اول کمپرسور کم فشار. اثبات طراحی بر اساس تحقیقات ثبت اختراع.

مقاله ترم اضافه شده در 08/07/2013


طراحی فرآیند کار موتورهای توربین گاز و ویژگی های محاسبه دینامیک گاز واحدها: کمپرسور و توربین. عناصر محاسبه ترموگازدینامیک موتور ترموست دو شفت. کمپرسورهای فشار قوی و کم.

تست، اضافه شده در 2010/12/24


محاسبه قدرت عناصر مرحله اول یک کمپرسور فشار بالا یک موتور بای پس توربوجت با جریان های مخلوط برای یک جنگنده جنگی. محاسبه هزینه های ماشینکاری برای سطوح خارجی، داخلی و انتهایی چرخش.

پایان نامه، اضافه شده 06/07/2012


هماهنگی پارامترهای کمپرسور و توربین و محاسبه دینامیک گاز آن در رایانه پروفیل تیغه پروانه و محاسبه مقاومت. نمودار فرآیند، انجام عملیات تراشکاری، فرزکاری و حفاری، تجزیه و تحلیل کارایی موتور.

پایان نامه، اضافه شده 03/08/2011


تعیین کار انبساط (افت حرارت موجود در توربین). محاسبه فرآیند در دستگاه نازل، سرعت نسبی در ورودی رادار. محاسبه استحکام ساقه، خم شدن دندان. شرح توربین موتور توربین گاز محرک، انتخاب مواد قطعات.

مدل سودمند امکان افزایش کارایی موتور بای پس توربوجت (TJE) را با خنک کردن تضمینی آخرین مرحله توربین در حالت های حداکثر (مثلاً در حالت برخاستن) و با افزایش راندمان در حالت های عملیات کروز فراهم می کند. سیستم خنک کننده آخرین مرحله توربین محوری کم فشار موتور توربوجت شامل یک ورودی هوا از مدار موتور خارجی و علاوه بر این، یک ورودی هوا در پشت یکی از مراحل کمپرسور میانی است. سیستم خنک کننده مجهز به دستگاهی برای تنظیم جریان هوا به حفره مجاور سطح عقب دیسک توربین مرحله آخر است. دستگاه کنترل شامل یک حلقه چرخشی با یک درایو است. حلقه گردان با دیواره انتهایی تکیه گاه توربین در تماس است. در دیواره انتهایی تکیه گاه دو سوراخ وجود دارد. یک سوراخ به حفره حلقوی تکیه گاه توربین آخرین مرحله و دیگری به حفره کلکتور هوا واقع در حفره حلقوی تکیه گاه توربین متصل است. حلقه چرخشی دستگاه کنترل دارای یک سوراخ بیضی شکل است که امکان ارتباط متناوب با یکی از این دو سوراخ از طریق دیواره انتهایی تکیه گاه توربین را دارد.

مدل کاربردی مربوط به سیستم های خنک کننده برای عناصر موتور هواپیما است، و به طور دقیق تر به سیستم خنک کننده یک توربین کم فشار (LPT) یک موتور توربوجت بای پس (TJE) مربوط می شود.

هوای خنک کننده برای خنک کردن عناصر ساختاری داغ موتورهای توربوجت استفاده می شود.

سیستم خنک کننده توربین یک موتور بای پس توربوجت شناخته شده است که در آن هوای گرفته شده از مرحله میانی یا آخرین مرحله کمپرسور فشار قوی (HPC) برای خنک کردن پره های توربین استفاده می شود (برای مثال به "طراحی یک توربوشارژر TRDDF" مراجعه کنید. ، انتشارات MAI، 1375، ص 27-28). هوای خنک کننده گرفته شده از HPC دارای فشار کافی (در مقایسه با محل تخلیه آن به مسیر جریان توربین) است که تامین تضمینی آن را به تمام سطوح خنک کننده تضمین می کند. از این نظر راندمان چنین سیستم خنک کننده ای بسیار بالاست.

عیب استفاده از چنین سیستم خنک‌کننده‌ای کاهش نیروی رانش ویژه در حالت‌های ماکزیمم و صرفه‌جویی در حالت‌های کارکرد کروز است. این کاهش به دلیل این واقعیت است که بخشی از توان توربین فشار قوی که برای فشرده سازی پمپ فشار هوای خنک کننده استفاده می شود، از بین رفته و برای چرخاندن کمپرسور فشار قوی (HPC) یا ایجاد استفاده نمی شود. رانش موتور به عنوان مثال، زمانی که دبی تیغه های خنک کننده هوای پمپ سوخت فشار قوی ~ 5% دبی هوا در ورودی HPC باشد و هوا از آخرین مرحله آن گرفته شود، تلفات توان می تواند ~ باشد. 5 درصد که معادل کاهش راندمان توربین به همان میزان است.

نزدیکترین راه حل فنی ادعا شده، سیستم خنک کننده توربین موتور بای پس توربوجت است که در آن هوای گرفته شده از حلقه بیرونی برای خنک کردن پره های یک توربین کم فشار استفاده می شود (برای مثال به موتور بای پس توربوجت با یک پس سوز AL-31F" انتشارات VVIA به نام N.E. Zhukovsky، 1987، صفحات 128-130). توربین در تمام حالت های کار موتور خنک می شود. با این نوع انتخاب هوای خنک کننده، توان اضافی توربین برای فشرده سازی آن در HPC مصرف نمی شود، بنابراین، مقدار بیشتری از انرژی پتانسیل جریان گاز پشت توربین را می توان در نازل جت به انرژی جنبشی تبدیل کرد. جت اگزوز که به نوبه خود منجر به افزایش رانش موتور و کارایی آن می شود.

عیب استفاده از چنین سیستم خنک کننده ای کاهش راندمان خنک کننده به دلیل فشار هوای ناکافی گرفته شده از کانال مدار هوای خنک کننده خارجی در حالت های کار موتور نزدیک به حداکثر است (به عنوان مثال، حالت برخاستن). در حالت های عملکرد نشان داده شده، نسبت فشارها در کانال مدار خارجی و در خروجی توربین کم فشار که برای راندمان موتور بهینه است (حداکثر مقدار رانش خاص موتور) است. نزدیک به وحدت چنین افت فشاری با در نظر گرفتن تلفات در کانال های تامین و نازل ها برای اجرای خنک کننده موثر تیغه روتور پمپ سوخت پرفشار موتور در این حالت ها کافی نیست.

راه حل های فنی شناخته شده دارای قابلیت های محدودی هستند، زیرا منجر به کاهش راندمان موتور می شوند.

مدل کاربردی مبتنی بر وظیفه افزایش کارایی موتور توربوجت با خنک کردن تضمینی آخرین مرحله توربین در حالت های حداکثر (به عنوان مثال، برخاستن) و افزایش راندمان در حالت های کروز است.

نتیجه فنی افزایش راندمان موتور توربوفن است.

مشکل با این واقعیت حل می شود که سیستم خنک کننده آخرین مرحله توربین محوری کم فشار موتور بای پس توربوجت حاوی ورودی هوا از مدار خارجی موتور است. ورودی هوا از طریق حفره های پایه ها و حفره حلقوی تکیه گاه توربین مرحله آخر، مجهز به دیواره انتهایی جلویی، با حفره ای در مجاورت سطح عقب دیسک توربین و از طریق یک دیسک فشار با حفره های داخلی ارتباط برقرار می کند. از تیغه ها دیواره انتهایی تکیه گاه توربین دارای سوراخ هایی است و سطح بیرونی محفظه توربین مرحله آخر به عنوان بخشی از سطح داخلی کانال کانتور بیرونی موتور ساخته شده است.

جدید در مدل کاربردی این است که سیستم خنک کننده علاوه بر این در ورودی مجهز به ورودی هوا در پشت یکی از مراحل میانی کمپرسور است که توسط یک خط لوله به یک جمع کننده هوای توخالی در خروجی متصل می شود. سیستم خنک کننده مجهز به دستگاهی برای تنظیم جریان هوا به حفره مجاور سطح عقب توربین مرحله آخر است. دستگاه کنترل شامل یک حلقه چرخشی با یک درایو است. حلقه گردان با دیواره انتهایی تکیه گاه توربین در تماس است. دو سوراخ در دیواره انتهایی تکیه گاه وجود دارد. یک سوراخ به حفره حلقوی تکیه گاه توربین آخرین مرحله و دیگری به حفره کلکتور هوا واقع در حفره حلقوی تکیه گاه توربین متصل است. حلقه چرخشی دستگاه کنترل دارای یک سوراخ بیضی شکل است که امکان ارتباط متناوب با یکی از این دو سوراخ از طریق دیواره انتهایی تکیه گاه توربین را دارد.

سیستم خنک کننده آخرین مرحله یک توربین محوری کم فشار موتور بای پس توربوجت مطابق با مدل کاربردی اعلام شده ارائه می دهد:

منبع اضافی سیستم خنک کننده در ورودی با ورودی هوا در پشت یکی از مراحل کمپرسور میانی، متصل شده توسط یک خط لوله با یک جمع کننده هوای توخالی در خروجی، ارتباط با حفره، سطح پشتی دیسک آخرین توربین مرحله، خنک کننده تضمینی را در حداکثر حالت ها، از جمله برخاستن، فراهم می کند.

تامین سیستم خنک کننده با وسیله ای برای تنظیم جریان هوا به حفره مجاور سطح پشتی دیسک آخرین مرحله توربین از مرحله میانی کمپرسور یا از مدار خارجی، کارایی را تضمین می کند. خنک کردن تیغه روتور پمپ سوخت فشار قوی در تمام حالت های کار موتور. دستگاه کنترل به شما امکان می دهد ویژگی های مثبت هر دو سیستم خنک کننده را با هم ترکیب کنید، یعنی با اتصال متوالی کانال های مختلف برای تامین هوای خنک کننده، اطمینان از عملکرد و کارایی سیستم خنک کننده توربین در کل محدوده عملکرد موتور منطقی ترین است. حالت ها و در نتیجه بهبود کشش، ویژگی های اقتصادی و منابع موتور. بنابراین در حالت تیک آف، دستگاه کنترل به گونه ای متصل می شود که از تامین هوای خنک کننده از مرحله میانی کمپرسور با فشار کافی برای خنک سازی کارآمد آخرین مرحله توربین اطمینان حاصل شود. این امکان را فراهم می کند که منبع توربین و کل موتور به طور کلی با نرخ جریان ثابت هوای خنک کننده افزایش یابد یا سرعت جریان هوای خنک کننده کاهش یابد و در نتیجه ویژگی های کشش موتور افزایش یابد. هوای موجود در کانال مدار خارجی فشار اضافی لازم برای خنک سازی موثر را ندارد. در حالت کروز، دستگاه کنترل هوای خنک کننده را از کانال مدار خارجی فراهم می کند، در حالی که کانال ورودی هوا از کمپرسور بسته است (تغییر موقعیت حلقه با یک سیگنال بسته به سرعت چرخش توربین کم فشار انجام می شود. nnd موتور و دمای ترمز هوا در ورودی موتور T * H). با توجه به اینکه هوای خنک کننده در کمپرسور تحت فشار قرار نمی گیرد، توان HPC مورد نیاز کاهش می یابد و انرژی آزاد سیال عامل پشت توربین افزایش می یابد. این امر منجر به افزایش رانش موتور و راندمان آن می شود. علاوه بر این، هوا از کانال مدار خارجی دارای منبع خنک کننده بزرگی است که این امکان را به شما می دهد تا منبع توربین و کل موتور را به طور کلی با سرعت جریان ثابت هوای خنک کننده افزایش دهید یا کاهش دهید. سرعت جریان هوای خنک کننده و در نتیجه افزایش بیشتر بازده موتور.

بنابراین، مشکل مطرح شده در مدل سودمند حل شده است - افزایش راندمان موتور توربوجت، با خنک کردن تضمینی آخرین مرحله توربین در حالت های حداکثر (به عنوان مثال، برخاستن) و افزایش راندمان در حالت های کروز کار در مقایسه با همتایان شناخته شده

مدل کاربردی حاضر با شرح مفصل زیر از سیستم خنک کننده و عملکرد آن با ارجاع به نقشه های نشان داده شده در شکل های 1-3 نشان داده شده است.

شکل 1 به صورت شماتیک یک بخش طولی از آخرین مرحله یک توربین محوری کم فشار یک موتور بای پس توربوجت و سیستم خنک کننده آن را نشان می دهد.

شکل 2 نمای A در شکل 1 است.

شکل 3 - بخش b-b در شکل 2.

سیستم خنک کننده آخرین مرحله توربین محوری کم فشار موتور بای پس توربوجت شامل (به شکل 1 مراجعه کنید) یک ورودی هوا 1 از مدار خارجی 2 موتور است. ورودی هوا 1 با حفره 3 مجاور سطح پشتی دیسک توربین 4 از طریق حفره های 5 پایه های 6 و حفره حلقوی 7 تکیه گاه توربین مرحله آخر، مجهز به دیواره انتهایی 8 با سوراخ های 9 ارتباط برقرار می کند. (نگاه کنید به شکل 2، 3) توربین، و از طریق کانال های 10 در دیسک 4 با حفره های داخلی پره های 11.

سیستم خنک‌کننده آخرین مرحله یک توربین محوری کم‌فشار یک موتور بای‌پس توربوجت، علاوه بر این شامل یک ورودی هوا در ورودی پشت یکی از مراحل میانی کمپرسور است (در شکل 1، مراحل ورودی هوا و کمپرسور میانی آمده است. نمایش داده نشده). این ورودی هوا توسط یک خط لوله 12 با یک جمع کننده هوای توخالی 13 در خروجی مجاور دیواره انتهایی 8 تکیه گاه توربین با سوراخ های 14 متصل می شود (شکل 2 و 3 را ببینید).

علاوه بر این، سیستم خنک کننده مجهز به دستگاهی برای تنظیم جریان هوا به حفره 3، مجاور سطح پشتی دیسک 4 توربین مرحله آخر است. دستگاه کنترل به شکل یک حلقه دوار 15 ساخته شده است (شکل 1-3 را ببینید) با یک درایو (درایو نشان داده نشده است) در تماس با دیواره انتهایی 8 تکیه گاه توربین، جایی که سوراخ 9 ارتباط را فراهم می کند. حفره 3 با حفره حلقوی 7 و سوراخ 14 ارتباط حفره 3 با حفره 16 جمع کننده هوا 13 واقع در حفره حلقوی 7 تکیه گاه توربین را فراهم می کند. محرک حلقه دوار 15 را می توان به عنوان مثال به شکل یک موتور پنوماتیک یا درایو از نوع مشابه ساخت. حلقه چرخشی 15 دستگاه کنترل دارای یک سوراخ بیضی شکل 17 است که امکان ارتباط متناوب با سوراخ های 9، 14 در دیواره انتهایی 8 تکیه گاه توربین را فراهم می کند.

سیستم خنک کننده پیشنهادی شامل یک ورودی هوا a (در شکل 1 ورودی هوا نشان داده نشده است) در پشت یکی از مراحل کمپرسور میانی، یک ورودی هوا 1 b از کانال مدار خارجی 2 است. عملکرد سیستم تامین هوای خنک کننده در زیر شرح داده شده است.

سیستم خنک کننده آخرین مرحله یک توربین جریان محوری کم فشار موتور بای پس توربوجت به شرح زیر عمل می کند. حلقه 15 می تواند در دو حالت باشد. هنگامی که حلقه 15 به موقعیت I می چرخد ​​(شکل 2 را ببینید) (حالت برخاستن از کار موتور)، هوا a از طریق لوله 12 جریان می یابد، تحت تأثیر اختلاف فشار، از طریق جمع کننده هوا 13، سوراخ 14 در دیوار. 8 و سوراخ 17 در حلقه 15 در حفره 3 مجاور سطح پشتی دیسک 4. در این حالت، راه عبور به داخل حفره هوا 3 b توسط حلقه 15 مسدود می شود. هنگامی که حلقه 15 به موقعیت II تبدیل می شود (نه نشان داده شده است) (حالت کروز)، سوراخ 17 به گونه ای می چرخد ​​که سوراخ 14 توسط حلقه 15 مسدود می شود و هوای b از طریق دهانه 9 و دهانه 17 در حلقه 15 وارد حفره 3 می شود. در این حالت هوای a که بعد از مرحله میانی کمپرسور گرفته می شود وارد حفره 3 نمی شود.

حلقه 15 بسته به سرعت چرخش n توربین کم فشار موتور و دمای هوای ترمز در ورودی موتور T * H توسط یک سیگنال به موقعیت I یا II تغییر می کند. در مقادیر بالای پارامتر ( عملکرد موتور برخاست)، حلقه 15 در موقعیت I، در مقادیر پایین پارامتر قرار دارد (کروز) - در موقعیت II.

اجرای سیستم خنک کننده مطابق با راه حل فنی بیان شده اجازه می دهد تا خنک سازی لازم آخرین مرحله توربین کم فشار را در تمام حالت های عملکرد موتور فراهم کند و در عین حال کارایی و صرفه جویی در عملکرد آن را افزایش دهد.

سیستم خنک کننده آخرین مرحله یک توربین جریان محوری کم فشار موتور بای پس توربوجت، حاوی ورودی هوا از مدار خارجی موتور، که از طریق حفره های پایه ها و حفره حلقوی آخرین ارتباط برقرار می کند. تکیه گاه توربین مرحله ای، مجهز به یک دیوار انتهایی جلویی، با حفره ای در مجاورت سطح پشتی دیسک توربین، و از طریق یک سر فشار، یک دیسک با حفره های داخلی پره ها، جایی که دیواره انتهایی تکیه گاه توربین دارای سوراخ هایی است. مشخصه آن این است که سیستم خنک کننده علاوه بر این در ورودی مجهز به یک ورودی هوا در پشت یکی از مراحل کمپرسور میانی است که توسط یک خط لوله با یک جمع کننده هوای توخالی در خروجی متصل شده است و دستگاهی برای تنظیم هوای هوا به حفره در مجاورت سطح عقب توربین مرحله آخر، جایی که دستگاه کنترل به شکل یک حلقه دوار با یک محرک در تماس با دیواره انتهایی تکیه گاه توربین ساخته شده است، دو سوراخ در دیواره انتهایی تکیه گاه ایجاد می شود که در آن یکی سوراخ به حلقه متصل است با حفره تکیه گاه توربین آخرین مرحله و دیگری با حفره کلکتور هوای واقع در حفره حلقوی تکیه گاه توربین، حلقه چرخشی دستگاه کنترل مجهز به یک سوراخ بیضی شکل است که امکان آن وجود دارد. ارتباط متناوب با یکی از این دو از طریق سوراخ های دیواره انتهایی تکیه گاه توربین.

توربین

این توربین برای به حرکت درآوردن کمپرسور و واحدهای کمکی موتور طراحی شده است. توربین موتور محوری، جت، دو مرحله ای، خنک شده، دو روتوری است.

مجموعه توربین شامل توربین‌های تک مرحله‌ای جریان محوری فشار بالا و پایین و همچنین یک تکیه‌گاه توربین است. پشتیبانی - عنصری از مدار قدرت موتور.

توربین فشار قوی

SA HPT از یک حلقه بیرونی، یک حلقه داخلی، یک پوشش، یک دستگاه چرخان، بلوک های تیغه نازل، مهر و موم های لابیرنت، اتصالات تیغه نازل، فاصله دهنده ها با درج لانه زنبوری و بست ها تشکیل شده است.

حلقه بیرونی دارای فلنج برای اتصال با فلنج لبه نازل پمپ تزریق سوخت و بدنه VVT است. حلقه به صورت تلسکوپی به بدنه VVT متصل است و دارای حفره ای برای تامین هوای ثانویه از OCS برای خنک کردن قفسه های بیرونی تیغه های نازل است.

حلقه داخلی دارای فلنج برای اتصال با روکش و بدنه داخلی OKS می باشد.

SA TVD دارای چهل و پنج تیغه است که در پانزده بلوک سه تیغه ای ترکیب شده است. طراحی بلوک تیغه های CA امکان کاهش تعداد اتصالات و سرریز گاز را فراهم می کند.

تیغه نازل یک تیغه توخالی و خنک با دو حفره است. هر تیغه دارای یک پر، قفسه های بیرونی و درونی است که با پر و قفسه های تیغه های مجاور، قسمتی از SA HPT را تشکیل می دهد.

روتور HPT برای تبدیل انرژی جریان گاز به کار مکانیکی روی شفت روتور طراحی شده است. روتور شامل یک دیسک، یک مجله با هزارتو و حلقه های آب بندی روغن است. این دیسک دارای نود و سه شیار برای اتصال پره‌های روتور توربین به قفل‌های «درخت کریسمس»، سوراخ‌هایی برای پیچ‌های محکم که دیسک HPT را محکم می‌کنند، بند و شفت، و همچنین سوراخ‌های شیب‌داری برای تأمین هوای خنک‌کننده به پره‌های روتور دارد. .

تیغه روتور HPT ریخته گری، توخالی، خنک شده است. در حفره داخلی تیغه برای سازماندهی فرآیند خنک کننده، یک بافل طولی، پین ها و دنده های آشفته وجود دارد. ریشه تیغه دارای یک ساقه دراز و یک قفل شاه ماهی است. در ساقه کانال هایی برای تامین هوای خنک کننده به ایرفویل تیغه و در لبه عقب یک شیار برای خروج هوا تعبیه شده است.

یک مهر و موم روغن و یک غلتک شعاعی از تکیه گاه روتور فشار قوی عقب در ساقه ران قرار دارند.

توربین کم فشار

SA TND از یک لبه، بلوک های تیغه های نازل، یک حلقه داخلی، یک دیافراگم، درج های لانه زنبوری تشکیل شده است.

رینگ دارای فلنج برای اتصال با پوشش VVT و حلقه بیرونی HPT و همچنین فلنج برای اتصال با پوشش پشتیبانی توربین است.

SA TND دارای پنجاه و یک تیغه است که به دوازده بلوک چهار تیغه و یک بلوک سه تیغه جوش داده شده است. تیغه نازل ریخته گری، توخالی، خنک شده است. قفسه های پر، بیرونی و داخلی قسمت روان CA را با پر و قفسه های تیغه های مجاور تشکیل می دهند.

یک منحرف کننده سوراخ شده در قسمت داخلی حفره ایرفویل تیغه قرار دارد. در سطح داخلی پر دنده های عرضی و پین های آشفته وجود دارد.

دیافراگم برای جدا کردن حفره های بین پروانه های HPT و LPT طراحی شده است.

روتور LPT از یک دیسک با پره های روتور، یک ژورنال، یک شفت و یک دیسک فشار تشکیل شده است.

دیسک LPT دارای پنجاه و نه شیار برای بستن تیغه های روتور و سوراخ های شیب دار برای تامین هوای خنک کننده به آنها است.

تیغه کار LPT ریخته گری، توخالی، خنک شده است. در قسمت محیطی، تیغه دارای یک فلنج پوشاننده با برآمدگی مهر و موم لابیرنت است که باعث آب بندی شکاف شعاعی بین استاتور و روتور می شود.

تیغه ها از جابجایی های محوری در دیسک توسط یک حلقه شکاف با یک درج ثابت می شوند که به نوبه خود توسط یک پین روی لبه دیسک ثابت می شود.

تراننیون دارای اسپین های داخلی در قسمت جلویی برای انتقال گشتاور به محور پمپ تزریق می باشد. در سطح بیرونی قسمت جلوی تراننیون یک مسابقه داخلی برای یاتاقان غلتکی تکیه گاه HPT عقب، یک هزارتو و مجموعه ای از حلقه های آب بندی وجود دارد که همراه با روکش نصب شده در تراننیون، جلو را تشکیل می دهد. مهر و موم حفره نفت پشتیبانی HPP.

مجموعه ای از حلقه های O بر روی یک تسمه استوانه ای در قسمت عقب نصب شده است که به همراه درپوش یک مهر و موم برای حفره روغن تکیه گاه پمپ تزریق را تشکیل می دهند.

شفت TND از سه قسمت تشکیل شده است. اتصال قطعات شفت به یکدیگر دوشاخه ای است. گشتاور در اتصالات توسط پین های شعاعی منتقل می شود. در قسمت عقب شفت یک پمپ پمپاژ روغن برای پشتیبانی توربین وجود دارد.

در قسمت جلوی پمپ تزریق اسپلین هایی وجود دارد که گشتاور را از طریق فنر به روتور کمپرسور کم فشار منتقل می کند.

دیسک فشار برای ایجاد پس‌آب اضافی و افزایش فشار هوای خنک‌کننده در ورودی به پره‌های کار پمپ سوخت فشار قوی طراحی شده است.

تکیه گاه توربین شامل یک محفظه پشتیبانی و یک محفظه یاتاقان است. محفظه تکیه گاه شامل یک محفظه بیرونی و یک حلقه داخلی است که توسط پایه های برق به هم متصل شده و مدار قدرت تکیه گاه توربین را تشکیل می دهد. پشتیبانی همچنین شامل یک صفحه نمایش با فیرینگ ها، یک توری کف زدا و بست ها است. در داخل قفسه ها خطوط لوله برای تامین و پمپاژ نفت، تخلیه حفره های روغن و تخلیه روغن وجود دارد. از طریق حفره های قفسه ها، هوا برای خنک کردن پمپ تزریق تامین می شود و هوا از حفره پیش روغن تکیه گاه خارج می شود. پایه ها با فیرینگ پوشانده شده اند. یک پمپ روغن و یک منیفولد روغن روی محفظه یاتاقان نصب شده است. یک دمپر روغن الاستیک بین قسمت بیرونی روتور پمپ سوخت فشار قوی و محفظه یاتاقان قرار می گیرد.

یک مخروط فیرینگ روی تکیه گاه توربین نصب شده است که نمایه آن ورود گاز به پس سوز با حداقل تلفات را فراهم می کند.

برای اولین بار یک هواپیما با موتور توربوجت ( موتور توربوجت) در سال 1939 پرواز کرد. از آن زمان، دستگاه موتورهای هواپیما بهبود یافته است، انواع مختلفی ظاهر شده است، اما اصل کار برای همه آنها تقریبا یکسان است. برای درک اینکه چرا یک هواپیما با جرم بزرگ به این راحتی به هوا بلند می شود، باید بدانید که موتور هواپیما چگونه کار می کند. موتور توربوجت هواپیما را به دلیل رانش جت به حرکت در می آورد. به نوبه خود، رانش جت نیروی پس زدگی جت گازی است که از نازل ساطع می شود. یعنی معلوم می شود که کارخانه توربوجت هواپیما و همه افراد داخل کابین را با کمک جت گازی هل می دهد. جت جت که از نازل فرار می کند، توسط هوا دفع می شود و در نتیجه هواپیما را به حرکت در می آورد.

دستگاه موتور توربوفن

طرح

موتور هواپیما بسیار پیچیده است. دمای کار در چنین تاسیساتی به 1000 درجه یا بیشتر می رسد. بر این اساس تمامی قطعات تشکیل دهنده موتور از موادی ساخته شده اند که در برابر حرارت بالا و آتش مقاوم هستند. با توجه به پیچیدگی دستگاه، یک رشته کامل از علم موتورهای توربوجت وجود دارد.

موتور توربوجت از چندین عنصر اصلی تشکیل شده است:

• پنکه؛
• کمپرسور؛
• محفظه احتراق؛
• توربین؛
• نازل

یک فن در جلوی توربین نصب شده است. با کمک آن، هوا از بیرون به داخل نصب کشیده می شود. در چنین تاسیساتی از فن هایی با تعداد زیادی تیغه با شکل خاص استفاده می شود. اندازه و شکل پره ها کارآمدترین و سریع ترین هوا را برای توربین فراهم می کند. آنها از تیتانیوم ساخته شده اند. علاوه بر عملکرد اصلی (کشش در هوا)، فن یک کار مهم دیگر را حل می کند: از آن برای پمپاژ هوا بین عناصر موتور توربوجت و پوسته آن استفاده می شود. با این پمپاژ سیستم خنک شده و از تخریب محفظه احتراق جلوگیری می شود.

یک کمپرسور با قدرت بالا در نزدیکی فن قرار دارد. با کمک آن هوا تحت فشار زیاد وارد محفظه احتراق می شود. هوا و سوخت در محفظه مخلوط می شوند. مخلوط حاصل مشتعل می شود. پس از احتراق، مخلوط و تمام عناصر نصب واقع در نزدیکی گرم می شوند. محفظه احتراق اغلب از سرامیک ساخته شده است. این به دلیل این واقعیت است که دمای داخل محفظه به 2000 درجه یا بیشتر می رسد. و سرامیک ها با مقاومت در برابر دماهای بالا مشخص می شوند. پس از احتراق، مخلوط وارد توربین می شود.

نمای بیرونی موتور هواپیما

توربین وسیله ای است که از تعداد زیادی پره تشکیل شده است. جریان مخلوط به پره ها فشار وارد می کند و در نتیجه توربین را به حرکت در می آورد. توربین به دلیل این چرخش باعث چرخش محوری می شود که فن روی آن نصب شده است. به نظر می رسد یک سیستم بسته است که برای عملکرد موتور فقط به تامین هوا و در دسترس بودن سوخت نیاز دارد.

سپس مخلوط وارد نازل می شود. این مرحله نهایی چرخه موتور 1 است. یک جریان جت در اینجا شکل می گیرد. موتور هواپیما اینگونه کار می کند. فن هوای سرد را به نازل می دمد و از تخریب آن توسط یک مخلوط بیش از حد گرم جلوگیری می کند. جریان هوای خنک مانع از ذوب شدن یقه نازل می شود.

موتورهای هواپیما را می توان با نازل های مختلفی نصب کرد. پیشرفته ترین آنها موبایل ها هستند. نازل متحرک قابلیت انبساط و انقباض و همچنین تنظیم زاویه و تنظیم جهت صحیح جریان جت را دارد. هواپیماهایی با چنین موتورهایی با قابلیت مانور عالی مشخص می شوند.

انواع موتور

موتورهای هواپیما انواع مختلفی دارند:

• کلاسیک؛
• توربوپراپ؛
• توربوفن؛
• مستقیم از وسط.

کلاسیکتاسیسات طبق اصل توضیح داده شده در بالا کار می کنند. چنین موتورهایی روی هواپیماهایی با تغییرات مختلف نصب می شوند. توربوپراپتا حدودی متفاوت عمل کند در آنها، توربین گاز هیچ ارتباط مکانیکی با انتقال ندارد. این تاسیسات فقط تا حدی هواپیما را با استفاده از رانش جت به حرکت در می آورد. این نوع نصب از بخش اصلی انرژی مخلوط داغ برای حرکت پروانه از داخل گیربکس استفاده می کند. در چنین نصبی به جای یکی، 2 توربین وجود دارد. یکی از آنها کمپرسور را به حرکت در می آورد و دیگری پیچ را به حرکت در می آورد. بر خلاف توربوجت‌های کلاسیک، نصب‌های پروانه‌ای مقرون به صرفه‌تر هستند. اما اجازه نمی دهند هواپیما به سرعت بالا برسد. آنها بر روی هواپیماهای کم سرعت نصب می شوند. موتورهای توربوجت به شما این امکان را می دهند که در طول پرواز سرعت بسیار بالاتری داشته باشید.

توربوفنموتورها واحدهای ترکیبی هستند که عناصر موتورهای توربوجت و توربوپراپ را ترکیب می کنند. آنها با کلاسیک ها در اندازه بزرگ پره های فن متفاوت هستند. هم فن و هم پروانه با سرعت های مادون صوت کار می کنند. سرعت حرکت هوا به دلیل وجود فیرینگ مخصوص که فن در آن قرار می گیرد کاهش می یابد. این موتورها نسبت به موتورهای کلاسیک مصرف سوخت بیشتری دارند. علاوه بر این، آنها با کارایی بالاتر مشخص می شوند. اغلب آنها بر روی لاینرها و هواپیماهای با ظرفیت بالا نصب می شوند.

اندازه موتور هواپیما نسبت به قد انسان

جریان مستقیمتاسیسات جت هوا شامل استفاده از عناصر متحرک نمی شود. هوا به طور طبیعی به لطف فیرینگ نصب شده در ورودی به داخل کشیده می شود. پس از ورود هوا، موتور به همان روش کلاسیک کار می کند.

برخی از هواپیماها با موتورهای توربوپراپ پرواز می کنند که طراحی آنها بسیار ساده تر از موتور توربوجت است. بنابراین، بسیاری از مردم این سوال را دارند: اگر می توانید خود را به پیچ محدود کنید، چرا از تاسیسات پیچیده تر استفاده کنید؟ پاسخ ساده است: موتورهای توربوجت از نظر قدرت بر موتورهای پیچی برتری دارند. آنها ده برابر قدرتمندتر هستند. بر این اساس، موتور توربوجت نیروی رانش بسیار بیشتری می دهد. این باعث می شود که هواپیماهای بزرگ را بلند کنید و با سرعت بالا پرواز کنید.

در تماس با

این اختراع به توربین های کم فشار برای موتورهای توربین گازی برای استفاده در هواپیما مربوط می شود. توربین کم فشار موتور توربین گازی شامل روتور، استاتور با تکیه گاه پشتی، مهر و موم دخمه پرپیچ و خم با فلنج داخلی و خارجی روی تکیه گاه استاتور عقب است. مهر و موم لابیرنت توربین دو لایه است. لایه داخلی توسط دو شانه آب بندی لابیرنتی که به سمت محور توربین هدایت می شوند و سطح کار فلنج داخلی مهر و موم هزارتویی به سمت مسیر جریان توربین تشکیل می شود. لایه بیرونی توسط شانه‌های آب‌بندی هزارتویی که به سمت مسیر جریان توربین هدایت می‌شوند، تشکیل می‌شود و سطح کار فلنج بیرونی مهر و موم لابیرنت به سمت محور توربین هدایت می‌شود. شانه های آب بندی لابیرنت لایه داخلی مهر و موم لابیرنت با دیواره های داخلی موازی ساخته شده است که بین آنها یک حلقه میرایی تعبیه شده است. فلنج بیرونی مهر و موم لابیرنت با یک حفره هوای حلقوی بسته بیرونی ساخته شده است. یک دیوار مانع حلقوی بین مسیر جریان توربین و فلنج بیرونی مهر و موم لابیرنت قرار دارد که روی تکیه گاه استاتور عقب نصب شده است. سطح کار فلنج داخلی مهر و موم لابیرنت به گونه ای قرار دارد که نسبت قطر داخلی در خروجی مسیر جریان توربین به قطر سطح کار فلنج داخلی مهر و موم لابیرنت 1.05 1.5 باشد. این اختراع قابلیت اطمینان یک توربین کم فشار موتور توربین گاز را بهبود می بخشد. 3 بیمار

نقشه های ثبت اختراع RF 2507401

این اختراع به توربین های کم فشار برای موتورهای توربین گازی برای استفاده در هواپیما مربوط می شود.

توربین کم فشار موتور توربین گازی با تکیه گاه عقب شناخته شده است که در آن مهر و موم لابیرنتی جداکننده حفره تخلیه عقب توربین از مسیر جریان در خروجی توربین به صورت یک لایه ساخته شده است. (S.A. Vyunov، "ساخت و طراحی موتورهای توربین گاز هواپیما"، مسکو، "Mashinostroyenie"، 1981، ص 209).

نقطه ضعف طراحی شناخته شده، پایداری کم فشار در حفره تخلیه توربین است که به دلیل ارزش ناپایدار فاصله های شعاعی در مهر و موم لابیرنت، به ویژه در حالت های عملکرد متغیر موتور است.

نزدیکترین به طرح ادعا شده، یک توربین کم فشار از یک موتور توربین گاز است، شامل روتور، استاتور با تکیه گاه عقب، مهر و موم لابیرنت با فلنج های لابیرنت داخلی و خارجی که بر روی تکیه گاه استاتور عقب نصب شده است (اختراع ثبت اختراع ایالات متحده به شماره 7905083 ، F02K 3/02، 03/15/2011).

نقطه ضعف طراحی شناخته شده، که به عنوان نمونه اولیه در نظر گرفته شده است، افزایش مقدار نیروی محوری روتور توربین است که به دلیل قابلیت اطمینان کم یاتاقان تماس زاویه ای، قابلیت اطمینان توربین و موتور را به طور کلی کاهش می دهد. افزایش نیروی محوری روتور توربین را درک می کند.

نتیجه فنی اختراع ادعا شده افزایش قابلیت اطمینان توربین کم فشار موتور توربین گاز با کاهش نیروی محوری روتور توربین و اطمینان از پایداری نیروی محوری در حین کار در حالت های گذرا است.

نتیجه فنی مشخص شده با این واقعیت به دست می آید که در یک توربین کم فشار موتور توربین گاز، شامل روتور، استاتور با تکیه گاه عقب، مهر و موم لابیرنت ساخته شده با فلنج های داخلی و خارجی نصب شده بر روی تکیه گاه استاتور عقب، مهر و موم دخمه پرپیچ و خم توربین از دو لایه ساخته شده است، در حالی که لایه داخلی مهر و موم لابیرنت توسط دو شانه آب بندی هزارتویی که به سمت محور توربین هدایت می شوند، تشکیل می شود و سطح کار فلنج داخلی مهر و موم دخمه پرپیچ و خم به سمت مسیر جریان هدایت می شود. توربین، و لایه بیرونی مهر و موم لابیرنت توسط شانه های آب بندی هزارتویی که به مسیر جریان توربین هدایت می شوند و سطح کار فلنج بیرونی مهر و موم لابیرنت به سمت محور توربین تشکیل می شود و شانه های آب بندی لابیرنت لایه داخلی مهر و موم لابیرنت با دیواره های داخلی موازی ساخته شده است که بین آنها یک حلقه میرایی تعبیه شده است و فلنج خارجی مهر و موم هزارتو ساخته شده است. با یک حفره هوای حلقوی بسته بیرونی، در حالی که یک دیوار مانع حلقوی بین مسیر جریان توربین و فلنج بیرونی مهر و موم دخمه پرپیچ و خم، نصب شده بر روی تکیه گاه استاتور عقب و سطح کار فلنج داخلی مهر و موم لابیرنت قرار می گیرد. به گونه ای قرار می گیرد که شرط برقرار باشد:

که در آن D قطر داخلی در خروجی مسیر جریان توربین است،

طراحی مهر و موم لابیرنت در خروجی توربین کم فشار دو طبقه است، طبقات آب بند را به گونه ای قرار می دهد که لایه داخلی توسط دو شانه آب بندی هزارتوی هدایت شده به محور توربین تشکیل شود. سطح کار فلنج داخلی مهر و موم لابیرنت به سمت مسیر جریان توربین هدایت می شود و لایه بیرونی با جهت مسیر جریان توربین با شانه های آب بندی هزارتویی و سطوح کاری فلنج بیرونی مهر و موم لابیرنت تشکیل می شود. به سمت محور توربین هدایت می شود، اجازه می دهد تا از عملکرد قابل اعتماد مهر و موم دخمه پرپیچ و خم در حالت های گذرا عملکرد توربین اطمینان حاصل شود، که ثبات نیروی محوری وارد بر روتور توربین را تضمین می کند و قابلیت اطمینان آن را افزایش می دهد.

اجرای شانه های آب بندی لابیرنت لایه داخلی آب بند با دیواره های داخلی موازی که بین آن ها حلقه میرایی تعبیه شده است، باعث کاهش تنش های ارتعاشی در هزارتو و کاهش فاصله شعاعی بین شانه های هزارتو می شود. و فلنج های مهر و موم لابیرنت.

اجرای فلنج بیرونی مهر و موم لابیرنت با یک حفره هوای بسته بیرونی و همچنین قرارگیری بین مسیر جریان توربین و فلنج خارجی مهر و موم لابیرنت دیوار مانع حلقوی نصب شده بر روی تکیه گاه استاتور عقب، اجازه می دهد. به طور قابل توجهی سرعت گرمایش و سرمایش فلنج بیرونی مهر و موم لابیرنت را در حالت های گذرا کاهش می دهد، بنابراین، آن را به سرعت گرم شدن و خنک شدن لایه بیرونی مهر و موم هزارتو نزدیک می کند، که ثبات فاصله های شعاعی بین را تضمین می کند. استاتور و روتور در آب بندی و با حفظ فشار پایدار در حفره توربین تخلیه، قابلیت اطمینان توربین کم فشار را افزایش می دهد.

انتخاب نسبت D / d = 1.05 1.5 به این دلیل است که در D / d<1,05 снижается надежность работы лабиринтного уплотнения из-за воздействия на уплотнение высокотемпературного газа, выходящего из турбины низкого давления.

در D / d> 1.5، قابلیت اطمینان موتور توربین گاز به دلیل کاهش نیروی تخلیه محوری که روی روتور توربین فشار پایین اعمال می شود، کاهش می یابد.

شکل 1 یک بخش طولی از یک توربین فشار پایین یک موتور توربین گاز را نشان می دهد.

شکل 2 - عنصر I در شکل 1 به شکل بزرگ شده.

شکل 3 - عنصر II در شکل 2 به شکل بزرگ شده.

توربین کم فشار 1 موتور توربین گاز متشکل از یک روتور 2 و یک استاتور 3 با تکیه گاه عقب 4 است. برای کاهش نیروهای محوری ناشی از نیروهای گاز وارد بر روتور 2 در خروجی آن، یک حفره تخلیه 6 افزایش یافته است. فشاری که توسط هوا به دلیل مرحله میانی کمپرسور باد می شود (نشان داده نمی شود) و توسط یک مهر و موم لابیرنتی دو طبقه از مسیر جریان 7 توربین 1 جدا می شود و هزارتوی 8 آب بندی توسط یک مهر و موم ثابت می شود. اتصال رزوه ای 9 روی دیسک آخرین مرحله 5 روتور 2، و فلنج داخلی 10 و فلنج بیرونی 11 مهر و موم دخمه پرپیچ و خم بر روی تکیه گاه پشتی 4 استاتور 3 ثابت شده است. لایه داخلی مهر و موم دخمه پرپیچ و خم تشکیل شده است. سطح کار 12 فلنج داخلی 10، هدایت شده (رو به سوی) به سمت مسیر جریان 7 توربین 1، و دو شانه آب بندی 13، 14 از هزارتوی 8 هدایت شده به محور 15 توربین 1. دیواره های داخلی 16، 17، به ترتیب، 13، 14 شانه موازی ساخته شده اند بین یکدیگر یک حلقه میرایی 18 بین دیواره‌های داخلی 16 و 17 نصب شده است که به کاهش تنش‌های ارتعاشی در هزارتوی 8 و کاهش فاصله‌های شعاعی 19 و 20 بین هزارتوی 8 روتور 2 و فلنج‌های 10 و 11 کمک می‌کند. لایه بیرونی مهر و موم لابیرنت توسط سطح کار 21 فلنج بیرونی 11 که به سمت محور 15 توربین 1 هدایت شده (رو به رو) تشکیل می شود و شانه های آب بندی 22 هزارتوی 8 به مسیر جریان 7 هدایت می شود. توربین 1. فلنج خارجی 11 مهر و موم لابیرنت با یک حفره هوای حلقوی بسته بیرونی 23 ساخته شده است که از بیرون به دیواره 24 فلنج خارجی 11 محدود شده است. بین دیواره 24 فلنج خارجی 11 مهر و موم لابیرنت و مسیر جریان 7 توربین 1، یک دیوار مانع حلقوی 25 وجود دارد که روی تکیه گاه عقب 4 استاتور 3 نصب شده و از فلنج خارجی 11 در برابر جریان گاز با دمای بالا 26 که در مسیر جریان 7 توربین 1 جریان دارد محافظت می کند. .

سطح کار 12 فلنج داخلی 10 مهر و موم دخمه پرپیچ و خم به گونه ای قرار دارد که این شرایط برقرار است:

که در آن D قطر داخلی مسیر جریان 7 توربین 1 (در خروجی مسیر جریان 7) است.

د - قطر سطح کار 12 فلنج داخلی 10 مهر و موم لابیرنت.

دستگاه به شرح زیر عمل می کند.

هنگامی که توربین کم فشار 1 کار می کند، وضعیت دمای فلنج بیرونی 11 مهر و موم لابیرنت می تواند تحت تأثیر تغییر دمای جریان گاز 26 در مسیر جریان 7 توربین 1 قرار گیرد که می تواند به طور قابل توجهی تغییر کند. فاصله شعاعی 19 و نیروی محوری وارد بر روتور 2 به دلیل تغییر فشار هوا در حفره تخلیه 6. با این حال، این اتفاق نمی افتد، زیرا فلنج داخلی 10 از لایه داخلی مهر و موم لابیرنت غیر قابل دسترسی است. عمل جریان گاز 26، که به پایداری فاصله شعاعی 20 بین فلنج داخلی 10 و برآمدگی های هزارتوی 13، 14، و همچنین ثبات فشار در حفره 6 و پایداری نیروی محوری مؤثر کمک می کند. روی روتور 2 توربین 1.

مطالبه

یک توربین کم فشار یک موتور توربین گازی، شامل روتور، استاتور با تکیه گاه عقب، مهر و موم دخمه پرپیچ و خم با فلنج داخلی و خارجی که بر روی تکیه گاه استاتور عقب نصب شده است، مشخص می شود که مهر و موم لابیرنت توربین از دو لایه، در حالی که لایه داخلی مهر و موم دخمه پرپیچ و خم توسط دو لبه آب بندی هزارتو تشکیل می شود که به سمت محور توربین هدایت می شوند و سطح کار فلنج داخلی مهر و موم لابیرنت به سمت مسیر جریان توربین هدایت می شود. و لایه بیرونی مهر و موم لابیرنت توسط شانه های آب بندی هزارتوی هدایت شده به مسیر جریان توربین و سطح کار فلنج بیرونی مهر و موم هزارتویی که به محور توربین هدایت می شود و آب بندی تشکیل می شود. شانه های لابیرنت لایه داخلی مهر و موم لابیرنت با دیواره های داخلی موازی ساخته شده است که بین آنها یک حلقه میرایی تعبیه شده است و فلنج بیرونی مهر و موم لابیرنت با یک نوار هوای حلقوی بسته بیرونی ساخته شده است. یک دیوار مانع حلقوی بر روی تکیه گاه استاتور عقب بین مسیر جریان توربین و فلنج بیرونی مهر و موم لابیرنت نصب شده است و سطح کار فلنج داخلی مهر و موم لابیرنت به گونه ای قرار دارد که شرایط زیر برقرار است:

D / d = 1.05 1.5، که در آن

د - قطر داخلی در خروجی مسیر جریان توربین،

d قطر سطح کار فلنج داخلی مهر و موم لابیرنت است.