Теория Воздушно-Реактивных Двигателей. Курс Киричкова Михаила на Яндекс-Дзен
Турбины, в зависимости от их назначения, могут быть выполнены по различным схемам. В авиационных ГТД применяются исключительно осевые турбины, течение газа в которых происходит (подобно осевым компрессорам) на поверхностях тока, близких к цилиндрическим поверхностям, окружающим ось турбины. Во вспомогательных авиационных силовых установках иногда используются центростремительные турбины, аналогичные (по схеме проточной части) центробежным компрессорам. Но течение газа в них противоположно течению воздуха в центробежном компрессоре, т. е. направлении от периферии у привтулочным сечениям рабочего колеса.
Турбина в авиационных ГТД предназначается для привода во вращение компрессора (в ГТД всех типов), 3 также вентилятора (в двухконтурных ТРД) и для получения мощности, необходимой для вращения тянущего винта или винтовентилятора (в ТВД или ТВВД) или несущего винта в вертолётных двигателях. Кроме того, некото турбины, в зависимости от их назначения, могут быть выполнены по различным схемам. В авиационных ГТД применяются исключительно осевые турбины, течение газа в которых происходит (подобно осевым компрессорам) на поверхностях тока, близких к цилиндрическим поверхностям, окружающим ось турбины. Во вспомогательных авиационных силовых установках иногда используются центростремительные турбины, аналогичные (по схеме проточной части) центробежным компрессорам. Но течение газа в них противоположно течению воздуха в центробежном компрессоре, т. е. направлении от периферии у привтулочным сечениям рабочего колеса.
Турбина в авиационных ГТД предназначается для привода во вращение компрессора (в ГТД всех типов), 3 также вентилятора (в двухконтурных ТРД) и для получения мощности, необходимой для вращения тянущего винта или винтовентилятора (в ТВД или ТВВД) или несущего винта в вертолётных двигателях. Кроме того, некоторая (незначительная) часть мощности турбины используется для привода насосов, электрогенераторов и других агрегатов самолета (вертолета) и двигателя.
Для получения необходимой мощности в турбине происходит преобразование энергии сжатого и нагретого газа в механическую работу на её валу.
СХЕМА И ПРИНЦИП РАБОТЫ СТУПЕНИ ТУРБИНЫ
Ступень газовой турбины в ГТД состоит из неподвижного соплового аппарата (СА) и расположенного за ним вращающегося рабочего колеса (РК). Схема ступени газовой турбины ГТД ‹: указанием обозначений характерных сечений ее проточной части дана на рис. 6.1. Пренебрегая (как и в ступени компрессора) отличием поверхностей тока от цилиндрических, рассечем ступень цилиндрической поверхностью В—В и развернем это сечение на плоскость. В результате получим сечение решеток профилей СА И РК (рис. 6.2).
Рассмотрим характерную форму турбинных решеток профилей и течение газа через СА этих решетки. На входе в сопловой аппарат газ имеет давление р0 и температуру Т0.
Вектор скорости газа в этом сечении С0 обычно направлен параллельно оси вращения РК или под малым углом К ней. Лопатки СА имеют большую кривизну. Поэтому угол Alfa1, под которым газ выходит из соплового аппарата (см. рис. 6.2), обычно равен 20 …30 ° (на рис. 6.2 он для упрощения рисунка несколько больше), в результате чего поперечное сечение каждой струи газа, прошедшего через межлопаточный канал соплового аппарата, на выходе из него оказывается существенно меньше, чем на входе (f1а < f0).
Поскольку скорость со существенно меньше скорости звука, уменьшение площади сечения межлопаточного канала приводит к значительному росту скорости газового потока и соответственно к падению его давления и температуры (см. рис. 6.1), подобно разгону потока в суживающемся сопле.
Теория Воздушно-Реактивных Двигателей. Курс Киричкова Михаила на Яндекс-Дзен
