Копелев С.З., С.В.Гуров - Тепловое состояние элементов конструкции авиационных двигателей (1014175), страница 9
Текст из файла (страница 9)
На рис. 3.2 показана системз охлаждения рабочпх лопаток тур ны, в которой имеется топливно-воздушный теплообменник, вы. "Лнесшый в вилс руба:пкн на кожухе трансхснсанн, ; Воздух из полости 1 камеры сгорания 9 проходит через тепло меииик сс, где охлаждается топливом, поступающим сюда от иа " а высоксго лавчспия через два коллектора и затем илупзсяс в сунксс !» камеры с!аравия Охлагссдеииый воздух через отверя 2 в опорс" 7 подпишннка падается в межлабиринтиую полость '., а из нее под врашаюппсйся покрывиой диск,д и черсз отверя 4 в ободе лиска турбины — к рабочим лопаткам б, охлаждает н через щели в выходной кромке выбрасывается в проточную сть турбины, Часть воздуха из межлабиринтиай полости О пере- .'скаетгя через отверсиия 5 за диск турбссссы и вытсскаст во внут- , иясюю сюлость реактивного сопла.
~':,' Для того чтобы теплообмвниик работал на всех эксплуатацнонх режимах наиболее эффективссо, нужно, чтобы скорость тече. "'я топлива во всех его теплообмеиных каналах !трубках, если !а, 15,. К) ;:1! конструкция тснлообмсиника грубчз!ая1 была бы одинаковой и оптимальной для данного теплообмсшшкз. Для В)ого неосбходнмо чтобы тепл эобмснник был, ио меньшей мсрс, двухсекиионный, з клапан, рзспредс лнкэщни топливо между основным н дополнитель иым коллскторзмп, был распо:иикен В н)плинной магистрали н выходе из ш !о, (3лс,совзтслш!о, )тот клапан должон работать про протекании через нс)о подогретого тонливн.
же самос, че, Вной! и дополнительный коллекторы нлн, что то же " ), секции теплообмеш!ика н)меняется. При каком-то значении "' 5(в нашем примере, как показано иа рис. 3.3, зто . „=-, 1 1 топлива через основной коллоьпор доходит до нх.ш, г е по й топлива черхз не!х) прекращается. Однако с ко с тмсиьшсиием тп полета темп»ратура Возду~а на выходе из компрессора ет столь круто, по изменение сои»генг»льно!о расхода тоилинй осионнои коллектор нс приводит к большой р:: . ': у а:ш и их между Рнс 3 З Снесена охлхжхенна рабочих лопаток тураном с хоплнмю-во)ТО оп»мм хеплообменннком В йвиаииоииых )кс днигйт'лях к:шипи. рчсиреде)!Н1О)ций топливо между осио1п»ын н ЗОполнит»льныа! НОллскторйми, Вмоил5ронзн В топлнш!ый насос, конструктивно состанлиет единое целое с агре.
111то»1 упрзалсни51 ()!( и О~~ы'!ИО стОит из:!Пнин Входа В теплооб. МС )ИГИК. Рассмотрим, как буде) ири этом рзбогз)ь теплс)с)ох!енник. Тзк нйк в з)т)х~ слхчйс че11»з одну сшсиню теи,)сюбмшн!Нкз прогекй»1 топлив»1, иоступзк)нхсе ззцм в основной коллектор, а через другун) поступаницсс В дополнительный, то условие равенства ско росгей тсчс)сия топлива в элементах обеих» екцнй, строго говоря, может Гнкз! Выдержано только нз одном режиме, скажем, нз рас!е!'Н»)м, Е!редпо)!ожих), что в качестве расчетного режима дня теплообмсиника ныб)раи свсрх!пуховой крсйссрсш!й полет с числом Ма=3,0 иа Высо~с Н= — 23 км, 1(з зтом режиме рве~од топлива в ооовх коллекторах обычно бывает практически одинаков, з относительное изменение е!о в зависимости от суммарного рз»х»),!а, т.
с. от скорости полета, протекает, например, кзк пока.!зио нз рис. 3,3. Значит, половина секций тсплообмсяннкз должна охлаждаться топливом, поступающим нз основного колл»хктора, а другая половина — нз дополнительного Рассмотрим работу системы охлаждения с топливно-воздушным тес!лообменмикох), когда скорость полета по сравнен)но с расчетной (например М„==З! будет уменьшаться при умеишпеиии И. Пря невзменной расчетной высоте полета (!) =СО))в(1 суммарный расход топлива уменьшается н соотношение расходов топлмва через рпе, ЗА Мамевенне темпе.
Рне. 3 3 схисоепсеЛ»п!Ое нх хн!о.-нне рве)о ла топи ратэрм к лавленнк топлива к и!.в! хо ~ ах в ха вненмсмп! в основном коллекторе и ох скорости полета Ме хввленнк наем!пенных его паров в хапненмое)н ! око. а в канвах; ) - Хо» яввххлв. рооп! поле) а вои хмпературой топлива, иоступаюшс«) ь основной н дополнительный лек)оры. и темпера)ТВОЙ ВОздх.хз нз Выход»' из теплообмеиникй.
'((счеты, проведенные для гииотет!»чссксэго двигзтс,!я с з„о =- ф,"=. 1400 К и »пшк !псльным расходом охлаждаюшесо нс) шуха Рйбочис лопатки ((охл= — 2',, в ИРедположевии, что топливо в ообмснннке не исизрнетсн, показывают, что тем)кратурл гоп а иа выходе из первой секции теилообмсниика, подкл!очсинои "Осно!)ному коллектору, будучи на расчетном реж . Э К. ни к!1 1еэ!Нсрзтъры тОилнВй ий выходе из Вто(х)й сею»ни, под ЮЧЕННОй К ДОПОЛНИТЕЛЬНОМУ КОЛЛЕКТОРУ, ПРИ,со— М =1,3) стзиовитвып!е ее иа 20 К. Нз столько жс (т.е. на 30 К! па)ышас гся тем ',ерзтура воздуха на выходе из первой секции по сравнению с тсм'ратурой из выходе из второй, хотя на расчетном режиме они быодииаковыми Разница между температурймн охлаждающего !гоздуха и топ айва на вы~оде из теплообмепника на Ма=1,5 составляет 60 К ,х(место 220 К на расчетном режиме, а при Ма=0,8 зта разница уже '.;~а)всем исчезает, Абсолютное значение температуры топлива на выходе из перун секции „ф й теплообменинка уменьшается по мере умевьшения ско- М =1,7„З »йзести полета, достигая мн!мсмального значения при „=, „а ,;'~ледовательно, и давление насыщенных паров топлива тоже будет 1»~меиьшаться.
На рис. 3.4 показан характер изменения в расемот- % Реином прпмсрс тех!поратуры (кривая 3) и давления (кривая 7! обычного авиацношгого топлива. Нро!Окающего чсрсз основион коллектор, и давления насыпцшлых паров (кривая 2) в зависимо сти от скорости полста. Харзктср кривой 2 под!ги!срждаст справсд ливость прслположс!н!я об отсутствии испарения топлива а тепло обмсниикс, во всяком случив до М„= 1,5. 1!а »той скорости полет;. давлсннс не!Оь!щснных парОИ тОплива станОвится по'!ти такиь! ж!« как и даа:н!ше в ооиовно!! ког!л!Ткторс.
!!Рнменснис двухсскцноп. ного топлпвнп-яоздуш!Н>го тш!л!юбмепппка с расположен!шм кла. ! Нна, распредсляюще!о топливо, иа входе я него связано с ограни щ;гнем мин!!мального числа М„ир!! постоянной высогв ноз!езв В нашем и!зимсрс !Ин! дол!кпо б!а!ш М,= ),35. Прн мвн!*цхих числах М«г!а!!с!»нх!х топ.тина, если бы о!ш оставалось в жидкой фазе, будет ниже даз,шния насыщенных паров. з !!зс! Но рич хгпер! Нгороп крайинн случаи, когда скорость и« л, ох !ается псизмоиной и равной гс з.!ачспи!о на расчетном рх — «, х),!=-3, а вы«ота полста умш!Ыпаотся !1ри умвньшвнии щ„соты полста;л гг'='23 км до !т'=- ! ! км гсх!поратура воздуха иа "ым>де нз коз!И)зсссора будл Оставаться неизменной.
Так ках рас. и>д тштлива через дополягмсльпый кол.!скзор будет нсзиа'гитсльн« возрастать, а !ерс. оснош!Ой коллектор будет увеличиваться !цн!. х!с)ънО:!ас Только иьч насколько О)дст увс!Нчявачься и ОтнОснтсль' пый расход охла!Кда!ощсгп воздуха, то тсмпхратура топлива на выходе из первой сскцин тсплообменннка (Основной коллектор) Олаистся псп.
з!Оппой, а из второй сскцпп (дгнюлмнтсльный кол. лектор) булл возрастагь. В рассмагрнвагмом примере она дости.хопух'!ч!х!а!я асл!шина;той температуры завис!и от тврмостаОпльности пр; мснясч«го !Онлива, т. с. от !го способности выдврживать высокую температуру без ззисгпш« выдалсння продуктхн! распада, которые могп! бы отложиться на с!гиках тсплообмсиипка и ухугппн!ь сто работу, Вдссь сл!.дуст пмсть в виду, что подогрвву топлива в теплообмснникс приз!и!Иствонаг!, как зто бывает, вго подогрев в сачолсхцых баках, в системс топлпноподачи и в топлив.
но масляном !епг!«ооз!енпнкс, Тсмпгратуру !500 К будя а рассмат. рнвать как пред лыю допустимую для топлив, прнчсвя!ощнхся н авиационных дпнгагслях ()0) с)то же касается тсмп*ратуры выходящего из гоп.юобмснннка воздуха, то в той ч!сги сго, которая х!Рохо,!!Нт через псрвую свкцшо, она умсньщасгся, а в той, которая проходит через втор( о секцию, - . Нес!холько возрастает. В срсдисм жс опа буде! уменьшаться и почти касто!и*ко жс будет умеиыпать ся температура лопатки. Это уменьшение при и»я<ненни высо!ь! и«!ла с 23 до 13 км составит всего !О . !5 К. Таким обра.!хтх!, еслч систина охлаждения рабочих лопаток турбины, включающая в себя топливно воздушный тсплообмсниик, Рассчитанный на условия„соотвстству!ощис максимальным значи. ииям высоты и скор!Ости полста, го иа всех других ражимах полата (прн условии постоянной„но не большсй, чем на расчетном сж)хмс, Р 64 иаратуры газа перед турбиной) темп!ратура лопатки буде! Шс, ч! м !а расчетном режим! "".--.',Дсй!ствитсл!,Ио, когда тсмпсратура заторможсш!О!о потока воз на входе в двигатель остаспя ностояиной (Тн' — ---.сопя!), что стствуст режиму полсха с постоянной скоростшо (М„=-сопя!) "высоте Л„,,.„х=.-Н~ ~! ! кч, то при измене!пщ )т' отношение раса топлива к расходу воздуха через дингатсль остаегся нсизмсн "м.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
