Копелев С.З., С.В.Гуров - Тепловое состояние элементов конструкции авиационных двигателей (1014175), страница 11
Текст из файла (страница 11)
ыс ее подпола к испытуемым лопаз'кам па пх пну?-репней поверхности 1ге г>бнзртжь'ПО Оглож«ннй ПРОлуктов 1?аз»!Ожспии топлива Прнмьнп1ис спсгьмы Возд)шногО Охлнжлг'пнЯ рзбо'>их лопатОк с виедением в нес форсажного топлива в ТРДФ с ггдноступенчатгй турбппой, эксплуатируемого в цшроком дпапа>оие изм;непня ре- ' 'ыск топлива в охлаждающий воздух в количестве, соответству'''и О=0,05, уменьшает расход этого воздуха в три раза нли ем примере — - нз 2,1% :-,Если бы лопустиман температура входной кромки лопатки обес.
палась при 0,=0,45, то достичь се при охлаждении испытзнлопзткн одним воздухом зада!Нюй температуры просто ново? ;жно, а прп впрыске и воздух топлива это уже возможно при ', 0,25, Пер«ход от О=0,25 к О=0,05 уменьшает потребный рзсд 1>хлодж !зющеы> воз,!уха при О» — — 0,45 тоже почти в трн раза, гы УГ г> Ч ДМ Угт рис 3 6 Илмеиеоие оиуек.
ечииоста оклаль.пения участка и>плача кромки рипочей ло>нткм ео петоипмм деф леюором и >лаиепмоетя от колкчеетви щоодммого а ох ла>идающий воздух керо сизо: Рис. Зб. 1'рааипа само. ооспламеаеиия керосипа ПРИ ВВОДЕ Е>О К ИОЗД>л, идущвй пи охлаждение туром>г>1.
° — екороеть аьщуум уе м»е; чу — окорогть аььлуха м> чь-, Г,хл — температура чхлам. дающего аатлута> а — коайг. $ иаигит чтейтка локаута : — облак»а гамааоеаламе. атиач » — а - »чметмо итгьлут>; у — и -о,оа, л-а-о,г; 1- '-о.>а лс> рз»юты, 'потребует спепиалыюй разработки системы топливной автоматики н программы его регулирования, а также преодоления тр>диостей, связанных с сепарацией продуктов разложения топлива к периферийным участкам рабочих лопаток и ВОЗМОжНЫМН утьЧКачн ТОПЛИВО ВОЗдупп»Ой СМЕСИ ЧЕРЕЗ НЕПЛО>>НОСТИ иа пути ее подвода к лопаткам, в частности, в монтажных зазорах замкового соединения лопаток с диском.
)4з рнс. 3.1> представлены результа>ы лаборатг>рных !гсследовв ний влиш!ия количества топлива, вводимого в поток охлаждающего лопатку воздуха, нз интенсивность процесса теплообмена иа участке входной кромкн лопатки со вставным дефлектором. Они получены на одном из режимов, иа котором сохранялись ивизмев. ными температура газа на входе в пакет ионы гукэмых лопаток Т,а =1)25 К и температура впаду~а, идущего на их охлаждение. 7 л =575 К. Если в качестве примера предположить, что для рассматриваемого режпома допустимая температура входной кромки лопатки обеспечивается при глубине охлаждения О» — — 0,35, то 3.4, Охлджденив злкойапрессорного ВОздухА В ВОЗДУХО-ВОЗД) ШНОМ ТВПЛООВМЕ))НИКВ '-',Предварительное понижение температуры закомпрессорного ' духа, поступающего нз охлаждение турбины, можно осущесть и п воздушном теплообменнике, >де в качестве охлаждающей Еды используется забортный воздух, отбирасмый из воздухоза' 'Риика летательного аппарата, или воздух второго контура ТРДД.
?к как в ттг?г теплообмениик поступает воздух, продуваемый через "' капотиое пространство н эжекторное реактивное сопло (имею"" ся по !!и иа всех ТРДФ, предпазначеиных длн полетов на боль"'х сверх:>вуковых скоростях), то установка его в подкапотиом гострзистве практически не повышает аэродинамического сопро- ЛгтИИЯ СЗЫОЛЕТЗ ;:; —, Расчеты, проведенные пр!»мено»тельно к ТРДФ, имеющегол„=- ."6И 7„' =-1400 К и одноступеичатую турбину с охлаждаемымн ло'Фках!и со вставным дегф,зе!егором, показали, что даинзя системз ,,'паж)т»анни ОбЕСПЕЧИВаЕт дяитСЛЬИуЮ рабОту турбИНЫ С тЕМПЕрай раб«чей лона>жи, допчстнмой по условиям прочно«ти, на ой высоте полета с числом М,~3,0.
ч:» Чтобы обссне ить длительныи полет на такой скорости, прихо- ТСЯ ПД1И ИЗ Ут:ЛОЖНОЮМ; РИССМОТРЕИИОО СИСТЕМЫ И ВКЧ!ОЧЗТЬ В 'е турбодетавдер (рис. 3.7). Тогда внешний воздух», отбираемый " входного канала самолета„прежде чем поступить в теплообмен- 4, срабатывает часть раополагаемого,перепада давлении (рас"риетси) в турбодетандере 2, понижан при этом сво!о тсмпера"' у, что позволяет уменьшить либо разморы теплообменника, либо нературу воздуха 5. охлаждающего турбину б, и, следователь- ', увеличить максимальную скорость полета, при которой турбн'" может работать в течение длительного времени.
-';::;,. Ввиду того, что прн заданном теп.ъ>съеме площадь охлаждаю'"й поверхности (а при заданной площади — съем тепла) опредется не только температурой, но н плотностью охлаждающего уха, то существует оптимальная степень расширения воздуха а ::::"Фурбодетзндере я„, при которой достигается максима»!Иная эфкчхгиность системы охлаждения, Как видно нз рис. 3.8, нанболь- ' Е эффект от применении турбодставдора при числе М>=3,5 гается при л,л = 2.5, т. е. При этой степени расш!Врення обесается наименьшая площадь повврхности тепчзообмениики 4.1. ОХЕЙЫ ((ОДВОДА ВОЗДУХА К ОХЛДжДДВМЫВ( ЛОПАТКАМ ',у,',р Ы;р ),а ди ы ты Ряс 3 и Н)мраряяз аузаслтальяай плашзля чае р)пасуя заад)ха зшдук(яеа Геы( юбчеяззкз ! з каси( чаг(ра спрадкмаг.
з нрм тепла О) з зззпсимасы» ау ст»ас»п» рзепмреннз а турбадетзкдера и» и ! — ()-«ем(, У-»а»; З вЂ” О-»а . й еам 1 Рнг, 3 7 0(рмз ахала(данна турбкны с мазду»а-)а)душным теплааб) спзккам н пара(жл(ачеязым у) рбадатзядара)» ! — »меам»аз аа»ауГО )»урка»а>аа)»р; ) — а »*»».(»»а»» а (аа. З--аа. »уа. »»»(аждае>»а»(З ур Заа), а-»)ра аа, у — «амар« е( раааа (взятая за единицу) и отводится в единицу времени от закомпрсс сорного воздуха наибольшее количество тепла ф Расчеты покззз.
лн, что прн работе турс)одетаидсра иа оптнмзлыиои степени рзс!ш! ренин рассмотрсш(ая система охлаждения может обеспечить длнтельну)о работу взятого в качестве примера двигателя ло числа 51».=- 3,5. У двухкоптурпых двигателей с л,) -" 20, прсдиззпа кинь(х дл.! сверх(»!»(Коны полетов, воздух, отбирасмыи зз компр(ссо;> )м длч охлаждения 1 ступени турбины., л прежде чем попадет в исе. Прохо- Г, а, "'-' мснник, в кагором ионин(астся его температура. Блесь В качестве Ох(!Злн)с'!я ИГНГ)ль()стся Воз- лу >а дух, выходящий из вентилятора второго контура, Температура этого воздуха из 300---400 К иижс температуры ззкомпрессориого Воздуха, (то дает возмоиышсть при Относите«тьио(! расходе 3--5"(а поинзпп )емпсрагуру последнего Ло 256 !;.
))(х)луко-воз:(уч((иый тсплообмепиик может располагаться и во втором контуре -- над последними сгупсиямн компрессора, пад лиффузоро)! камеры сгорания или изд корпусом 1 ступ(ни турбины Ои обычио состоит яз нескольких секций трубчатой илп плзстинчвточ коястпукции. Находясь в возлуп(ш)м ка.(але в(орого контура, теплообмсиник п>здает в ием дополнительно«гидравлическое со ирогиялсние, которое характеризуется потерей полгиого давления.
Бел)ш)п(в чтой потери может быть довслснз в трубчатой конструкш(и до 3-.4а>й и в пластиичатои — ло 2 — 2,5''у». Гидравлическое сопротивление на стороне охлаждая>щего воздуха тзк жс может быть доведено примерно до 3--4ай и даже меньше. Масса таких теплообмсиииков определяется размерностью двигателя, отноои- '':ьяым расходом Охлзждзкмисго нозлуха, совершенством конст, Цнн и плогнО(оц к) прнэ(синс"мых мате))валов, ПОэтОму ш( может "~рбатьс)1 В широк;Гс прел(«)ах. Известные копструкц((и тсплооб' 'ивко!э трубчатого типа ВМеете С зпемеитами поДВОда И отиола ';Зждак)шего во»духа имск)т мас~у от 20 по 60 кг.
;,е)ДЛЯ ОНСНКИ ПРЕИМУШЕСтв, КОТОРЫС ДаЕт ПРИМСИСИЯС ТОГО ИЛП ; 'го типа )юздухо-воз,(у шио(о тснлообмеиинка, необходимо в каж', слу гас проводить подробный ш(ализ, аплот до коиструктивиой «'работки, Вын;с упомш!авшихсп 4)анто))ов, к которым следует О(н(СТИ ИЛНЯ!и!Е Т('ПЛО06м("П16!Кз и ПОДВОДЯШих Р! ОТВОЛЯШих ,вжла(ошин воздух кз!ш,н>в на динам)шескпс характеристики 'Бгзтсля Имеется и виду влияние ппсрпшюиосы( системы охлажя воздуха. Проявляя)шейся при оыстроте пшм из)(сии(ин режи': раги,!!( (Ш(гатсля изп )Яме) при (аптеке с(о и работ(а ((о иро' м и( п() зри )ш тост и, ";;Глава 1"Рй ОТБОР БО3ДУХА НА ОХ)!АЖДЕНИТ) ТУРБИНЫ И ОПТ)СОВЫ И О ПОДВОДА - Ошокошс т мпсраг)ры ((хлзжда(ошего воздуха в различного ' 3 'ген.1 ки)м('Я1,'Яках 01ст возможяос(ь п))и зз:(пипой усуювиямп чиосги темпера)урс:.,)натки по;шять температуру гз)а пз вхо- ' В )урбш)) и;(и Ум(,(ьпи;ть рзс,сд огб>(рзсь!О(«) Яа (Гцшждснис бииы ьо»;О",з („г и с()м)!)1, У.!Учипп!, )(Вранге)Р(стик)1 двиГВ- :.
я Олиакс) нрнмс»ш ша !Уилообх(сивых зппарагов связало с услож В1к) )м >и (рш пни шнгз1(ля и ) 'хиологии его и))»и()ВО.'(ст(»з, 3 В 'дс с,(у (асп приводит к уме(О!чшп(к) 1абарит)(ОГО дн;)метра двпга я п.!и к )(л»пк!Шнп!О ( и(т! )1(1 СГО з(ггоэ!В)и»(сскОГО рсГ) лировая, а иио! лз н к ) ис.н!чсинк> массы силовой ) с(зиОВкп 110)томч В п и ск):»;)оизппи дв шз(сля.
У которого !(з .Нссп.)узтациоии(,(х 'ежик(зх темпера)ура Воздуха из сыходс пз компрессора достигает , ю>х высс>ких зпз'!СР(ип. Прп которых уже ие ОГ>сспс1ивзстся 1шооди м ь(й '> рои«нь !(ми(3)В1у!) 1 е(зз из входе в т)3)(йииу, цслссООб. зио В,'1(',')Ву)О (шс))сдь 1)асс»(отрсг!» Возможность г(О>п!лить темпе "Втур) Во()духа, иос(уч)а(ош«го из Ох)зждси:ш лоп;(ток, О(оправ из проз!С)куточно)1 ст)пени камир('ссо))з или ирсдвзритсльк') :Всшир(ш его в ш дкручившошсй рсшспке ! !'рис. 43), придав ему Втлрзвлепис;(о Врзшеш )О рабочего колеса 2 турбины.
И т«п )Б)уй '"е способы Нашли применение в авиационных двигателях, На рнс жв пакзззпз схема ахлзжденая дзухкантурнага дзягзтеля ЗТ90 ''врнкзяскай фярмы «Пратт-Уитни», Температура газа на вхаде з турбину этого ига)ела састззляау 1445 К; турбннз ямеат ах)ажлземые саплазые 4 я рабочие ддчм(зткн ! Стуаеян н саплазыа лалзп(я б' Н ступ«як. Саплазыа лопатки ( н Н ' иене» и рабочие лавзткя ! Ступенм б охлаждаются воздухам З, атбнраемым ;Компрессорам 6 Нз ахлзжденяе ратараз наследиях ступеней турбины атбнра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
