Лопаточная машина (Турбомашина) презентация

Содержание

Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева ЛОПАТКА Главный элемент турбомашины – специальным образом спрофилированная аэродинамическая поверхность - лопатка. Она состоит из: Пера; Замка; Бандажной полки. Рабочая

Слайд 1Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ЛОПАТОЧНАЯ МАШИН
Лопаточная машина (Турбомашина)

- устройство, в проточной части которого осуществляется подвод или отбор энергии от потока жидкости или газа за счет аэродинамического воздействия со специально спрофилированными элементами (лопатками)

Слайд 2Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ЛОПАТКА
Главный элемент турбомашины –

специальным образом спрофилированная аэродинамическая поверхность - лопатка.
Она состоит из:
Пера;
Замка;
Бандажной полки.

Рабочая лопатка осевой турбины

Рабочие лопатки осевого компрессора


Слайд 3Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ПЕРО ЛОПАТКИ
Выпуклая сторона пера

– спинка;
Вогнутая сторона пера – корытце;
Кромка лопатки, расположенная первой по потоку – входная;
Кромка, расположенная последней по течению – выходная.

Лопатки осевого компрессора

Лопатки центробежного компрессора

Перо осуществляет энергетический обмен в турбомашине.


Слайд 4Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ЗАМОК ЛОПАТКИ
Замок предназначен для

крепления и фиксации пера лопатки в диске ротора или на статоре.

Применяются замки следующих типов:
«Ласточкин хвост»;
Шарнирного типа;
Елочного типа.


Слайд 5Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ЗАМОК ЛОПАТКИ
Лопатка может не

иметь замка

Центростремительная турбина

Центробежный компрессор

Осевой компрессор «Blisk»


Слайд 6Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

БАНДАЖНАЯ ПОЛКА
Выполняет следующие функции:
Повышает

жесткость рабочего колеса при соприкосновении с бандажными полками соседних лопаток.
Позволяет уменьшить перетекания в радиальном зазоре, что повышает КПД ступени на 1…2%.

Слайд 7Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ЛОПАТОЧНЫЙ ВЕНЕЦ
Лопаточный венец -

совокупность лопаток, установленных на ободе диска или кольцевом корпусе.

Подвижный венец – рабочее колесо (РК).
Неподвижный венец:
в компрессоре – направляющий
аппарат (НА).
в турбине – сопловой аппарат (СА).


Слайд 8Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

СТУПЕНЬ КОМПРЕССОРА
Служит для создания

предварительной закрутки на входе в ступень.
Устанавливается только на одноступенчатых компрессорах и первых ступенях многоступенчатых

Слайд 9Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

СТУПЕНЬ КОМПРЕССОРА
Радиальная или наклонная

щель, в которой поток движется от центра к периферии.
Применяется только в радиальных компрессорах.



Слайд 10Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

СТУПЕНЬ КОМПРЕССОРА
Неподвижный лопаточный венец

с диффузорными межлопаточными каналами.
Применяются в ЦБК только совместно с щелевым диффузором.



Слайд 11Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

СТУПЕНЬ КОМПРЕССОРА
Предназначена для сбора

рабочего тела за компрессором и подачи его в единый коллектор (трубопровод), который направит его дальше, например, в цилиндры ДВС или камеру сгорания ЖРД.

Слайд 12Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

СТУПЕНЬ КОМПРЕССОРА


Слайд 13Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

СТУПЕНЬ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА
Ступень осевого

компрессора – совокупность подвижного рабочего колеса и неподвижного направляющего аппарата.

Сколько ступеней?

Ступень состоит из двух венцов, один из которых подвижный.

Подвижный венец предшествует неподвижному


Слайд 14Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

СТУПЕНЬ ТУРБИНЫ
Предназначена для равномерного

подвода рабочего тела по окружности турбины от подводящего коллектора, ускорения потока и создания необходимой закрутки.

Слайд 15Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

СТУПЕНЬ ТУРБИНЫ
В безлопточном СА

ускорение и расширение газа происходит в щели, в которой рабочее тело течет от периферии к центру турбомашины

В лопаточном СА ускорение и расширение газа происходит в неподвижном венце с каналами сужающейся формы.

Выходной. диффузор – предназначен для снижения давления на выходе из РК турбины. Позволяет увеличить работу турбины.


Слайд 16Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

СТУПЕНЬ ОСЕВОЙ ТУРБИНЫ
Ступень осевой

турбины – совокупность неподвижного соплового аппарата и подвижного рабочего колеса

Ступень состоит из двух венцов, один из которых подвижный.

Неподвижный венец предшествует подвижному

Сколько ступеней?


Слайд 17Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ПРИНЦИПУ ДЕЙСТВИЯ


Слайд 18Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ЧИСЛУ СТУПЕНЕЙ
ОДНОСТУПЕНЧАТЫЕ
МНОГОСТУПЕНЧАТЫЕ


Слайд 19Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОТОКА


Слайд 20Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОТОКА


Слайд 21Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ВЫБОР ТИПА ЛОПАТОЧНОЙ МАШИНЫ

ДЛЯ ГТД

ВЫВОД: ДЛЯ ГТД ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫ ОСЕВЫЕ ТУРБОМАШИНЫ

Осевой компрессор

Осевая турбина

Осецентробежный компрессор


Слайд 22Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ВЫБОР ТИПА ЛОПАТОЧНОЙ МАШИНЫ

ДЛЯ НАДДУВА ДВС

ВЫВОД: ДЛЯ АГРЕГАТОВ НАДДУВА ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫ РАДИАЛЬНЫЕ ТУРБОМАШИНЫ

Центростремительная турбина

Центробежный компрессор


Слайд 23Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЛОПАТОЧНЫХ МАШИН


Слайд 24Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ПРИМЕНЕНИЕ ТУРБОМАШИН В НАДДУВЕ

ДВС

Определение мощности ДВС:



Слайд 25Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ПРИМЕНЕНИЕ ТУРБОМАШИН В НАДДУВЕ

ДВС



Слайд 26Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ПРИМЕНЕНИЕ ТУРБОМАШИН В НАДДУВЕ

ДВС


Центробежный компрессор

Центробежный компрессор

Радиальная турбина

Осевая турбина

Регулирование наддува


Слайд 27Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ТРЕБОВАНИЯ К ЛОПАТОЧНЫМ МАШИНАМ
Минимальные

габаритные размеры и масса;
Высокий КПД;
Благоприятное протекание характеристик;
Надежность и живучесть;
Технологичность, мобильность создания и возможность модернизации.


Слайд 28Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ ЛОПАТОЧНЫЙ ВЕНЕЦ
Лопаточный венец
Кольцевое

сечение

Сечение разворачивается в плоскость


Элементарный лопаточный венец


Слайд 29Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

БАЗОВЫЕ ТЕРМИНЫ
Осевое направление
Радиальное направление
Окружное

направление

Меридиональная плоскость

Окружная плоскость

Осевая плоскость


Слайд 30Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

БАЗОВЫЕ ТЕРМИНЫ
КАКОЙ ПЛОСКОСТЬЮ ПРОВЕДЕНО

СЕЧЕНИЕ?

Слайд 31Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

БАЗОВЫЕ ТЕРМИНЫ
Радиальная проекция
Окружная проекция
Осевая

проекция

Меридиональная проекция

Вектор скорости



Слайд 32Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ТРЕУГОЛЬНИКИ СКОРОСТЕЙ
W
W
U
U
C
C
Относительная скорость
Относительная скорость
Переносная

(окружная) скорость

Переносная (окружная) скорость

Абсолютная
скорость

Абсолютная
скорость


Обратите внимание: компрессор вращается в сторону корытца, турбина в сторону спинки


Слайд 33Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ТРЕУГОЛЬНИКИ СКОРОСТЕЙ
Обратите внимание: Величина

угла потока измеряется от фронта решетки

W

W

U

U

C

C

Угол потока в относительном движении (β)

Угол потока в относительном движении (β)

Угол потока в абсолютном движении (α)

Угол потока в абсолютном движении (α)


Слайд 34Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ОБОЗНАЧЕНИЕ СЕЧЕНИЙ
Принятое обозначение контрольных

сечений:
0 – вход в неподвижный лопаточный венец, находящийся перед РК (СА турбины или ВНА компрессора);
1 – вход в рабочий (подвижный) венец;
2 – выход из рабочего венца, вход в следующий неподвижный венец (НА);
3 – выход из направляющего аппарата.


Слайд 35Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ОДНОМЕРНАЯ РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ
Представляет собой

тело вращения, ограниченное двумя поверхностями вращения.
Параметры потока меняются только в одном направлении – вдоль оси вращения.
Параметры потока считаются неизменными по сечению. Радиальная и окружная неравномерность параметров не учитывается.
Использование одномерной модели позволяет решать основные уравнения движения и сохранения.
Одномерная модель не позволяет рассмотреть схему взаимодействия собственно лопатки и потока рабочего тела.
Визуально одномерная модель представляет собой меридиональные сечения турбомашины.


Слайд 36Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ПРИМЕРЫ ОДНОМЕРНЫХ РАСЧЕТНЫХ МОДЕЛЕЙ
Осевой

компрессор

Осевая
турбина

Центробежный компрессор

Центростремительная турбина


Слайд 37Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ДВУХМЕРНАЯ РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ
Параметры меняются

в двух направлениях: осевом и окружном (для осевых участков) или тангенциальном и окружном (для радиальных участков).
Двухмерная модель представляет собой элементарный лопаточный венец.
Двухмерная модель потока позволяет рассмотреть взаимодействие лопаток и потока, а также построить треугольники скоростей.
Недостаток двухмерной модели - невозможность установления взаимодействия параметров отдельных элементарных ступеней, из которых состоит действительная ступень.


Слайд 38Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ПРИМЕРЫ ДВУХМЕРНЫХ РАСЧЕТНЫХ МОДЕЛЕЙ
Двухмерная

модель венца осевой турбины

Двухмерная модель ступени осевого компрессора


Слайд 39Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ДВУХМЕРНАЯ МОДЕЛЬ РАДИАЛЬНОЙ ТУРБИНЫ
Входная

часть

Выходная часть


Слайд 40Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ДВУХМЕРНАЯ МОДЕЛЬ ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА
Входная

часть

Выходная часть


Слайд 41Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ТРЕХМЕРНАЯ РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ
Трехмерная модель

воспроизводит полную пространственную форму межлопаточного канала
Изменение параметров в ее рамках учитывается в направлении всех трех осей.
Ее использование позволяет оценить влияние пространственных эффектов на рабочий процесс.

Слайд 42Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ТРЕХМЕРНАЯ РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ


Слайд 43Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА
Параметры

меридионального сечения

Диаметры (Di)

Высота лопатки (hл)

Ширина рабочего венца (SРК)

Радиальный зазор (δр)

Осевой зазор (δо)

Ширина направляющего венца (SНА)


Слайд 44Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА
Параметры

решетки профилей

Входной конструктивный угол (β1л)

Выходной конструктивный угол (β2л)

Угол изгиба профиля (θ)

Угол установки профиля (γ)

Шаг решетки (t)

Горло решетки (аг)

Хорда (b)


Слайд 45Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА
Параметры

профиля

Хорда (b)

Радиус выходной кромки (r2)

Радиус выходной кромки (r1)

Максимальная толщина профиля (Cm)

Угол изгиба профиля (θ)


Слайд 46Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА
Параметры

меридионального сечения

Диаметры (Di)

Высота лопатки (b2)

Ширина рабочего венца (S)

Угол наклона стенки (θ)

Радиус кривизны внутренней стенки (Rт0)

Радиус кривизны внешней (R)

Высота лопатки (b1)


Слайд 47Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

Параметры решетки профилей
Входной конструктивный

угол (β1л)

Выходной конструктивный угол (β2л)

Угол изгиба профиля (θ)

Угол установки профиля (γ)

Шаг решетки (t)

Ширина профиля (S)

Хорда (b)

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА

Радиус средней линии профиля (R)


Слайд 48Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОСЕВОЙ ТУРБИНЫ
Параметры

меридионального сечения

Диаметры (Di)

Высота лопатки (hл)

Ширина соплового венца (SСА)

Радиальный зазор (δр)

Осевой зазор (δо)

Ширина рабочего венца (SРК)


Слайд 49Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОСЕВОЙ ТУРБИНЫ
Параметры

решетки профилей

Входной конструктивный угол (β1л)

Выходной конструктивный угол (β2л)

Ширина профиля (S)

Угол установки профиля (γ)

Шаг решетки (t)

Горло решетки (аг)

Хорда (b)

Косой срез


Слайд 50Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. акад. С.П. Королева

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОСЕВОЙ ТУРБИНЫ
Параметры

профиля

Хорда (b)

Радиус выходной кромки (r2)

Радиус выходной кромки (r1)

Максимальная толщина профиля (См)

Угол изгиба профиля (θ)


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика