Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Охлаждение и уплотнение элементов конструкции

Большая часть внутреннего воздушного потока используется для охлаждения элементов роторов двигателя. Следуя по воздушному потоку от передней части двигателя, можно заметить, что зона с компонентами, нуждающимися в воздушном охлаждении, начинается от компрессора высокого давления (если рассматривать двухкаскадный двигатель). Воздух поступает во внутренние полости ротора высокого давления со входа в компрессор высокого давления или из его ступеней. Внутри барабана ротора воздух направляется к заднему краю каскада и также охлаждает внутренние поверхности дисков ротора ТВД. Затем охлаждающий воздух покидает каскад ВД и используется для охлаждения дисков ТНД до того, как он достигнет полостей ротора, направляясь к основному газовому потоку. На рис. 5. приведен пример такого воздушного потока.

 

 
 

 


Для правильного охлаждения определенных компонентов двигателя необходим воздух с определенными параметрами температуры и давления. Более того, конструктор должен тщательно выбрать правильную ступень компрессора в качестве источника охлаждающего воздуха.

На последней ступени компрессора ВД воздух от основного потока может поступать в полость между ротором ВД и корпусом камеры сгорания. Для предотвращения утечки из основного потока между ротором ВД и корпусом камеры сгорания обычно устанавливается уплотнение. Оно называется CDP (Compressor Discharge Pressure) уплотнение или уплотнение баланса тяги. На рис. 6. показано уплотнение CDP лабиринтного типа. Оно также может иметь конструкцию щеточного типа. Оба эти типа уплотнения имеют общую черту: сквозь них может пройти только небольшое количество воздуха. Т.о. небольшое количество воздуха поступает через уплотнение CDP во внутреннюю полость корпуса камеры сгорания и давление воздуха здесь ниже, чем давление на выходе из компрессора.

 

 

Рис. 6. Уплотнение CDP (Compressor Discharge Pressure) двигателя CFM56-7B

Этот воздух далее используется для уплотнения и охлаждения ТВД. Если полость подшипника находится внутри центральной части корпуса камеры сгорания, этот воздух так же используется для ее уплотнения. В конструкции некоторых двигателей не предусмотрено уплотнений CDP. Давление воздуха на выходе последней ступени ротора КВД передается на переднюю поверхность диска ТВД.

Полость подшипника во внутренней полости корпуса камеры сгорания требует охлаждения для снижения температуры стенок, чтобы предотвратить коксование масла. Воздух направляется из внешней системы через воздушный радиатор. После этого воздух проходит по воздушным каналам вокруг полости подшипника, он подается во внутренний поток корпуса камеры сгорания.



Следующей важной зоной охлаждения является турбина высокого давления. Применяемые в настоящее время турбины высокого давления имеют не более двух ступеней. Обычно рабочие лопатки и сопловой аппарат обоих ступеней охлаждаются воздухом. На рис. 7. показано охлаждение турбины высокого давления двигателя SAM-146.

 

Рис. 7. Поток охлаждения турбины высокого давления двигателя SAM-146 [3]

 

Для охлаждения первой ступени используется вторичный воздух из камеры сгорания. Часть охлаждающего воздуха сразу после камеры сгорания направляется внутрь лопаток соплового аппарата. Для охлаждения лопаток ротора воздух направляется через кольцо воздушных форсунок в неподвижном корпусе камеры сгорания в направлении вращающегося диска ТВД. Для направления охлаждающего воздуха внутри ротора к лопаткам первой ступени в конструкции многих турбин предусмотрены полости между вращающимся воздушным уплотнением и диском ТВД с передней его части. Т.о. охлаждающий воздух может проходить через эту полость, радиально выходить наружу к замковой части лопаток, где он входит в лопатки.

Для охлаждения лопаток второй ступени используется воздух от последней ступени компрессора. За уплотнением CDP воздух проходит через внутреннюю полость корпуса камеры сгорания. Отсюда воздух входит в полость между дисками турбины через отверстия в ступице диска первой ступени турбины и протекает через охлаждающие каналы лопаток.

Охлаждающий воздух для лопаток соплового аппарата второй ступени турбины высокого давления подается из более ранней ступени компрессора, чем охлаждающий воздух для первой ступени турбины. Воздух направляется к статору через внешние трубки. У некоторых двигателей подача охлаждающего воздуха может быть частично отключена для экономии топлива на крейсерском режиме работы. В этой фазе полета температуры газа ниже, чем во время работы на высокой мощности.



Необходимо уплотнить зазор между ротором и статором с передней и задней части ротора. Там установлены лабиринтные уплотнения. Воздух для этих уплотнений выходит из внутренней полости камеры сгорания и из ротора ВД.

 


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2018 год. (0.008 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал