то робочий процес в камері згоряння практично нездійсненний, оскільки при цьому відбувається «зрив» полум'я через занадто бідною або збагаченої суміші, відповідно. Для отримання позитивного результату необхідно або збільшити, або.
.4 Турбіна
Турбіна ВМД - це лопаткова машина, в якій відбувається відбір енергії від стисненого і нагрітого газу і перетворення її в механічну енергію обертання ротора, яка використовується для приводу компресора і агрегатів (рис. 1.6).
Розрахунок турбіни зводиться до визначення:
ступеня пониження тиску газу;
параметрів газу на виході з турбіни -
геометричних розмірів турбіни - діаметрів на вході і виході, довжини турбіни, висоти лопаток на вході і виході;
кількості ступенів (z) турбіни.
Перетин Г-Г
1. Використовуючи одну з умов спільної роботи газогенератора (компресора, камери згоряння і турбіни) в одновальному ТРД на сталих режимах визначимо співвідношення між витратами GВ і Gг.
Витрата повітря через компресор GВ, дорівнює сумі витрат повітря через камеру згоряння GК.С, відведеного від компресора на охолодження Gохл і отбираемого для інших цілей Gотб, т.е.
В=GК.С + Gохл + Gотб (1.40)
Витрата газу через турбіну Gг дорівнює сумі витрат повітря на вході в камеру згоряння GК.С і секундного витрати палива GТ, т.е.
Г=GК.С + GТ (1.41)
З спільного вирішення співвідношень (1.40) і (1.41) отримаємо
Г=GК.С · (1 + GТ)=(GВ - Gохл - Gотб) · (1 + GТ)=GВ · (1 - gохл - gотб) · (1 + GТ) ( 1.42)
де gотб=Gотб/GВ - відносний витрата повітря, що відбирається від компресора високого тиску на потреби повітряного судна (кондиціонування повітря в кабіні екіпажу і салонах, вентиляція приладових відсіків, обігрів повітрязабірників та ін.). Величина gотб в першому наближенні приймається рівною gотб=0,01 ... 0,02, а в заключній частині розрахунку здійснюється перевірка його прийнятого значення. Приймаємо gотб=0,02;
gохл - відносний витрата повітря, що йде на охолодження турбіни. Величина gохл може бути визначена для прийнятої системи охолодження (конвективна, конвективно-плівкова, загороджувальна) лише після розрахунку теплового стану основних деталей турбіни (лопаток, дисків, корпусів) та їх прочностного розрахунку. Можна умовно прийняти, що до Т=1250 ... 1270 К турбіна Неохолоджуваний (перший сопловой апарат має конвективну систему охолодження, а робітники і соплові лопатки всіх наступних ступенів виконані без системи охолодження), а при Т gt; 1 270 К турбіна охлаждаемая (робочі лопатки також, як і соплові мають систему охолодження). У залежності від прийнятої системи охолодження і Т за графіком (рис. 1.6) оцінюється величина gохл. Беручи конвективно-плівкове охолодження для Т=1 360 К визначаємо gохл=0,03.
Назвемо величину (1 - gохл - gотб) · (1 + GТ)=Gг/GВ - відносним витратою газу, позначимо gГ і обчислимо його значення
Г=(1 - gохл - gотб) · (1 + GТ)=
=(1 - 0,05 - 0,017) · (1 + 0,02)=0,952 (1.43)
Рис. 1.6 Залежність відносної витрати повітря на охолодження турбіни від температури газу перед турбіною і типу системи охолодження лопаток: 1 - внутрішньо конвективное охолодження; 2 - комбіноване (конвективно-плівкове) охолодження; 3 - пористе і проникне охолодження (багатошарові перфоровані матеріали)
. Площа прохідного перерізу
м2. (1.44)
. Зовнішній діаметр турбіни
м (1.45)
. Внутрішній діаметр турбіни
м. (1.46)
Рис. 1.7 Схема осьової турбіни
5. Довжина лопаток
м. (1.47)
. Середній діаметр турбіни
Розширення каналу в турбіні забезпечується за рахунок збільшення зовнішнього діаметра і зменшення внутрішнього діаметра dГ, при цьому Dср=const
м. (1.48)
7. З рівняння балансу потужностей турбіни і компресора знаходиться питома робота розширення газу в турбіні LТ.
Потужність турбіни NТ дорівнює сумі потужностей компресора NК, допоміжних агрегатів Nагр і тертя в підшипниках Nтр, т.е.
NТ=NК + Nагр + Nтр або NТ ·? т=NК або LТ · Gг ·? т=Lк · GВ,
що відповідно до (1.42) і (1.43) приводить до рівняння балансу робіт компресора і турбіни
К=LТ · gГ ·? т (1.49)
де? т - коефіцієнт, що враховує витрати потужності на привід допоміжних агрегатів Nагр (паливних, масляних і гідро- насосів, електрогенераторів та інших пристроїв) і на подолання тертя Nтр в підшипниках ротора турбокомпресора. Рекомендується в першому наближ...
