8. Усилия, действующие на узел осевого компрессора.
На узел осевого компрессора действует осевая газодинамическая сила возникающая на лопатках робочего колеса.
РКΣ = ΣРСТi
где РСТi – осевая сила, действующая на каждое
рабочее колесо.
Осевая сила, действующая на отдельное рабочее
колесо определяется следующим образом:
РСТi = РСi + РДi , (4.1.1.2-2)
где РСi – сумма статических давлений, действующих
на рабочее колесо (т.е. на лопатки и
диски);
РДi – газодинамическое усилие, вызванное
изменением импульса воздуха при прохождении
через лопатки.
РДi = m (C2V – C1V), где m – расход воздуха;
C2V и C1V – осевые составляющие скорости воздуха
на входе и выходе из рабочего колеса.
Осевые силы на рабочем колесе и направляющем аппарате компрессора действуют в сторону входа. Они создают растяжение барабана ротора и оболочки корпуса. Усилие растяжения возрастает от первой ступени к последней, так как происходит сложение осевых сил ступеней.
Для уменьшения этой осевой силы за задней торцовой поверхностью ротора создаеться думисная полость с низким, почти атмосферным, давлением, а перед передней торцовой поверхностью ротора – думисная полость с повышенным давлением от промежуточных ступеней.
Моменты кручения от газовых сил, возникающие на лопатках рабочих колес и напр.аппаратов, равны разности моментов количеств движения воздуха относительно оси вращения ротора.
Крут. моменты, действ на ротор и корпус компрессора, суммируется начиная с первой ступени. Наибольшее момент действует за последней ступенью компрессора.
33. Ступень осевого компрессора и решетка профилей, их геометрические параметры.
Совокупность одного венца рабочих лопаток и следующего за ним венца направляющих лопаток называется ступенью компрессора. Рабочие лопатки одной ступени, установленные в диске, называют рабочим колесом (РК), направляющие лопатки одной ступени, закрепленные в корпусе, называют направляющим аппаратом (НА).
Решеткой профилей называется совокупностьпрофилей всех лопаток одного лопаточного венца, полученная рассечением его цилиндрической поверхностью.
Решетка профилей характеризуется следующими аэродинамическими и геометрическими параметрами
- Z - количество лопаток;
- b - хорда профиля;
- t - шаг решетки профилей;
- = b/t - густота решетки;
- β1Л и β2Л - лопаточные углы входа и выхода;
- θ =β2Л - β1Л - угол изгиба профиля;
- Сmax - максимальная толщина про-филя;
- β1 и β2 - газовые углы входа и выхода потока;
- i = β1Л - β1 - угол атаки;
- δ = β2Л - β2 - угол отставания.
25. Жесткие и гибкие валы.
В начале развития авиационных ГТД их валы старались делать жёсткими, так чтобы критическая частота вращения была выше рабочей. Это основывалось на том, что при гибком вале при переходе через критическую частоту вращения возникает сильная тряска двигателя, вредно действующая на узлы самолёта и оказывает неприятное влияние на экипаж. Однако стремление к уменьшению массы двигателей вызывает снижение массы валов, что неизбежно приводит к уменьшению их жесткости и снижению критической частоты вращения. Поэтому на современных авиационных ГТД имеются также и гибкие валы, у которых критическая частота вращения оказывается меньше рабочей.
Гибкие валы нашли большое распространение в общем машиностроении. В конструкциях многих механизмов часто предусматриваются специальные устройства, ограничивающие прогиб вала при переходе через критическую частоту вращения.
Если для уравновешивания гибкого вала уравновешивающие грузы подобраны и размещены в плоскостях I и II ,то они устраняют неуравновешенность при скоростях вращения, меньших первой критической, когда деформация вала невелика. При скоростях вращения, приближающихся к критическим, вал сильно деформируется и компенсирующие грузы не устраняют неуравновешенность, а увеличивают её. Поэтому гибкие валы надо уравновешивать по специальной методике, учитывающей упругоинерционные свойства системы вал-опора-корпус. При этом необходима такая установка балансировочных грузов, при которой достигаются минимальные изгибающие моменты в вале и минимальные реакции на его опорах при любых
