Турбины

лопаточный венец, ограниченный поверхностями, образованными полками по торцам лопаток, неподвижно закреплённый в корпусе турбины. В С. а. т. происходит расширение газа, при котором потенциальная сжатого горячего газа преобразуется в кинетическую, поэтому его давление и температура уменьшаются, а скорость потока увеличивается. Кроме того, газовый поток закручивается по направлению вращения рабочего колеса. Межлопаточные каналы соплового аппарата турбины имеют уменьшающуюся по потоку газа площадь проходного сечения, на выходе из каналов поток, как правило, достигает около- или сверхзвуковой скорости. Газодинамическая эффективность работы С. а. т. оценивается коэффициентом скорости (отношение действительной скорости истечения газа из С. а. т. к адиабатической скорости), равным 0,96-0,98. В современных высокотемпературных газовых турбинах лопатки и торцовые поверхности С. а. т. охлаждаются изнутри воздухом, причём наиболее интенсивно - сопловой аппарат первой ступени. Утечки охлаждающего воздуха по стыкам торцовых полок сопловых лопаток ухудшают тепловое состояние лопаток и снижают газодинамический эффективность С. а. т. Уплотнения на его внутренних торцевых поверхностях препятствуют перетеканию газа под лопаточными венцами.
Во многих конструкциях С. а. т. через полые сопловые лопатки проходят силовые стойки опоры турбины и коммуникации масляной системы. Лопатки С. а. т. изготовляются из жаропрочных жаростойких сплавов методом литья по выплавляемым моделям.

Авиация: Энциклопедия. - М.: Большая Российская Энциклопедия . Главный редактор Г.П. Свищев . 1994 .

Смотреть что такое "Сопловой аппарат турбины" в других словарях:

сопловой аппарат турбины Энциклопедия «Авиация»

сопловой аппарат турбины - Конструктивная схема соплового аппарата турбины. сопловой аппарат турбины — лопаточный венец, ограниченный поверхностями, образованными полками по торцам лопаток, неподвижно закреплённый в корпусе турбины (см. рис.). В С. а. т. происходит… … Энциклопедия «Авиация»

Сопловой аппарат паровой турбины - 7. Сопловой аппарат паровой турбины Неподвижный элемент ступени паровой турбины, предназначенный для преобразования энергии рабочего тела в кинетическую и придания выходящему потоку заданного направления Источник: ГОСТ 23269 78: Турбины… …

Сопловой аппарат ступени турбины - 107. Сопловой аппарат ступени турбины СА D. Leitkranz der Turbinenstufe E. Nozzle diaphragme of turbine stage F. Distributeur de l’étage de turbine Неподвижный лопаточный венец, устанавливаемый перед рабочим колесом турбины ГТД и предназначенный… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Элемент паровой или газовой турбины (См. Турбина); состоит из расположенных по окружности спрофилированных сопловых (направляющих) лопаток, в каналах между которыми происходит расширение пара (газа) и превращение его потенциальной энергии … Большая советская энциклопедия

регулируемый сопловой аппарат ступени турбины - регулируемый сопловой аппарат РСА Сопловой аппарат турбины ГТД с изменяемой в процессе работы турбины площадью проходного сечения межлопаточных каналов. [ГОСТ 23851 79] Тематики двигатели летательных аппаратов Синонимы регулируемый сопловой… … Справочник технического переводчика

Регулируемый сопловой аппарат ступени турбины - 108. Регулируемый сопловой аппарат ступени турбины Регулируемый сопловой аппарат РСА D. Verstellbarer Leitkranz der Turbinenstufe E. Variable area nozzles of turbine stage F. Distributeur à calage variable de l’étage de turbine Сопловой аппарат… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

температура на входе в сопловой аппарат - 3.95.2 температура на входе в сопловой аппарат (nozzle inlet temperature): Среднемассовая по потоку температура торможения горячего газа, поступающего на лопатки направляющего аппарата первой ступени турбины после того, как охлаждающий воздух,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Аппарат (паровой турбины) сопловой - Сопловой аппарат паровой турбины Неподвижный элемент ступени паровой турбины, предназначенный для преобразования энергии рабочего тела в кинетическую и придания выходящему потоку заданного направления Смотреть все термины ГОСТ 23269 78. ТУРБИНЫ… … Словарь ГОСТированной лексики

сопловой - см. сопло; а/я, о/е. С ые отверстия. Соплово/й аппарат турбины … Словарь многих выражений

Сопловой аппарат турбины компрессора (рис. 7.4) распо­ложен непосредственно у выходной части камеры сгорания. Конструкция соплового аппарата разборная, он состоит из следующих основных элементов: сопловых лопаток 5, переднего 4 и заднего 8 корпусов, обтекателя 9, экра­на обтекателя 19 и трех трубок 7 подвода охлаждающего воздуха к диску турбины и к обтекателю.

Сопловые лопатки, алитированные, в количестве 29 штук -литые из жаропрочного сплава. Лопатки имеют наружную и внутреннюю полки. При сборке соплового аппарата лопатки занимаются между передним 4 и задним 8 корпу­сами, причем наружная полка-лопатки располагается в пазах переднего и заднего корпусов, которые после сборки скрепляются друг с другом посредством радиаль­ных штифтов - 25.

Со стороны внутренней полки лопатки имеют хвостовики. После сборки лопаток в корпусах, хвостовики образуют фланец, который закрепляется между экраном обтекателя IS и обтекателем 9 с задней стороны. Экран, хвостовики лопаток и фланец обтекателя скрепляются 29 винтами.

Обтекатель представляет собой колпак, приваренный к фланцу 20. Внутри, колпака размещена вторая стенка обтекателя - дефлекторная вставка 10, которая прива­рена по периферийной части к колпаку, а в центральной части к центральному стакану 15. При помощи этого стакана и винта 18 к экрану 19 обтекателя крепится дефлекторная шайба 14.

Экран обтекателя, совместно со стаканом 15 и дефлек-торной шайбой 14 образуют внутри обтекателя полости 12 и 13.

В обтекатель в радиальном направлении устанавливаются три трубки 7 с дозирующими жиклерами. Эти трубки ввин­чиваются в приваренные бобышки обтекателя. Наружный конец трубок открыт в полость 6 камеры сгора­ния. Своим нижним концом две трубки соединяются с по­лостью 12, а третья - с полостью 13.

Воздух под давлением проходит по трубке 7 в полость 13 и затем по четырем отверстиям 16 входит во внутрь ста­кана 15 и далее по прорезям 17 поступает в полость, образованную обтекателем 9 и вставкой обтекателя 10. Омывая изнутри обтекатель, воздух охлаждает его и вхо­дит в полость II. Из этой полости по отверстиям 21 и системе каналов воздух выходит в зазор между сопло­вым аппаратом и буртом, образованным полками лопаток турбины компрессора, запирая прорыв газов к диску. Но двум другим трубкам 7 воздух поступает в полость 12, откуда по кольцевому зазору идет к диску турбины и охлаждает его, двигаясь от центра к периферии в за­зоре "между диском и экраном обтекателя. В поясе трубок 7, в заднем корпусе соплового аппарата, имеется восемь отверстий для установки термопар замера температуры газа перед турбиной.

Наружная поверхность обтекателя покрыта жаростойкой эмалью для повышения стойкости обтекателя против газо­вой коррозии от горячих газов из камеры сгорания. Собранный сопловой аппарат (корпуса, лопатки, обтека­тель) крепится к фланцу I соплового аппарата первой ступени свободной турбины и центрируется по внутреннему диаметру фланца соплового аппарата свободной турбины.

К этому фланцу одними и теми же болтами одновременно крепится промежуточный корпус турбины 2, фланец перед­него корпуса соплового аппарата турбины 4 и фланец 3 корпуса камеры сгорания.

Для регулировки осевых зазоров между сопловым аппара­том и ротором турбины компрессора, между фланцем I и промежуточным корпусом 2 устанавливается регулировочное кольцо 24.

На двигателях IV и III серии применены сопловые аппа­раты турбины компрессора с сопловыми лопатками изме­ненного профиля, в отличие от двигателей I и II серий.

Рис. 7.4 Сопловой аппарат турбины компрессора двигателей 1У,111,11 и I серий

1-фланец соплового аппарата свободной турбины;2-промежуточный корпус; 3-. фланец камеры сгорания; 4- передний корпус соплового аппарата; 5- лопатка соплового аппарата; 6- воздушная полость камеры сго­рания; 7- воздушная трубка; 8- задний корпус соплового аппарата; 9- обтекатель; 10-дефлекторная вставка об­текателя; 11,12,13- воздушные полости; 14-дефлектор­ная шайба; 15- центральный стакан; 16,17т отверстия в стакане; 18- винт; 19- экран обтекателя; 20- фланец обтекателя; 21,23- воздушные отверстия; 22- металлокерамические вставки; 24- регулировочное кольцо; 25- штифт.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к турбостроению, и может быть использовано в транспортных газотурбинных двигателях, а также в турбокомпрессорах двигателей внутреннего сгорания. Регулируемый сопловой аппарат турбины содержит расположенные между корпусами лопатки с поворотными осями. Поворотные оси выполнены составными из материалов, обладающих эффектом памяти формы. В качестве материалов, обладающих эффектом памяти формы, использованы сплавы на основе железа и никеля, в которых мартенситное превращение происходит при различной температуре. Изобретение позволяет повысить экономичность работы турбины в широком диапазоне эксплуатационных режимов путем обеспечения оптимальной величины углов установки лопаток регулируемого соплового аппарата. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2294439

Изобретение относится к машиностроению, в частности к турбостроению, и может быть использовано в транспортных газотурбинных двигателях, а также в турбокомпрессорах двигателей внутреннего сгорания.

Известен регулируемый направляющий аппарат турбомашины , который содержит наружную и внутреннюю обечайки с фигурными прорезями, в которых установлены с возможностью перемещения пластинчатые лопатки, связанные с приводом. Привод выполнен в виде обоймы, установленной на шлицах на валу с возможностью осевого перемещения, шарнирно соединенных с обоймой рычагов с грузами, подшипника и связанной с ним втулки, подпружиненной относительно внутренней обечайки, причем лопатки закреплены на наружной поверхности втулки.

При запуске турбомашины с увеличением частоты вращения вала грузы под действием центробежной силы посредством рычагов смещают обойму по шлицам вала. Обойма передает усилие через подшипник втулке, и пластинчатые лопатки перемещаются в прорезях и принимают обусловленную конфигурацией последних форму. Жесткость пружин ограничивает перемещение лопаток. При дальнейшем увеличении частоты вращения вала в результате соответствующего перемещения лопаток угол закрутки потока на входе в рабочее колесо возрастает.

При снижении частоты вращения вала центробежная сила, действующая на грузы, уменьшается, втулка и обойма под действием пружин удаляются от колеса, лопатки перемещаются в прорезях, и угол закрутки потока на входе в колесо уменьшается.

Недостатком этого технического решения является сложность устройства для регулирования направления потока на входе в рабочее колесо турбины.

Известна регулируемая турбомашина , содержащая корпус с двумя симметричными кольцевыми камерами, в которых размещен подвижный в осевом направлении радиальный сопловой аппарат, выполненный в виде отдельных секций с различными характеристиками, разделенных радиальными перегородками и размещенных в кольцевых камерах.

Для повышения КПД регулируемой турбомашины на различных нагрузках при изменении режима работы перемещают в осевом направлении радиальный сопловой аппарат и перед рабочим колесом устанавливают секцию, лопатки которой имеют профиль и конструктивные углы, оптимальные для данного режима работы.

Недостатком этого технического решения является сложность устройства для изменения угла установки лопаток путем перестановки секций многосекционного соплового аппарата турбомашины.

Известен регулируемый сопловой аппарат радиально-осевой турбины , содержащий расположенные между корпусами лопатки с поворотными осями и поворотное кольцо, причем сопловой аппарат снабжен поворотными втулками, имеющими зубчатые колеса, и соосно с ними расположенными промежуточными шестернями; приводное кольцо выполнено в виде двух зубчатых венцов, соответственно взаимодействующих с зубчатыми колесами поворотных втулок и через промежуточные шестерни с зубчатыми колесами поворотных осей лопаток соплового аппарата.

При номинальном режиме работы лопатки с поворотными осями находятся в определенном положении и имеют заданные углы установки, что обеспечивает требуемый расход рабочей среды. Для получения нового режима работы турбины с изменением расхода газа от исполнительного механизма привода передается усилие на поворотное кольцо, заставляя его поворачиваться. При этом через пары соответствующих зубчатых зацеплений обеспечивается поворот осей лопаток и в новом положении устанавливаются новые геометрические параметры соплового аппарата.

Недостатком этого технического решения, принятого за прототип, является сложность работы устройства для регулирования соплового аппарата турбины.

Цель изобретения - повышение экономичности работы турбины в широком диапазоне эксплуатационных режимов путем обеспечения оптимальной величины углов установки лопаток регулируемого соплового аппарата.

Поставленная цель достигается в регулируемом сопловом аппарате турбины, который содержит лопатки, размещенные на составных поворотных осях, секции которых выполнены из материалов, обладающих эффектом памяти формы.

Новым в регулируемом сопловом аппарате турбины является выполнение составных поворотных осей из секций, изготовленных из материалов, обладающих эффектом памяти формы, например из сплавов на основе железа и никеля .

На фиг.1 представлен сопловой аппарат турбины, продольный разрез; на фиг.2 - вид А на фиг.1 после поворота составных осей при изменении режима работы турбины.

Поворот составных осей и, следовательно, сопловых лопаток происходит при изменении режима работы двигателя в результате мартенситного превращения в секциях поворотных составных осей при изменении температуры рабочей среды, омывающей при работе турбины лопатки соплового аппарата и их поворотные составные оси.

Регулируемый сопловой аппарат турбины (фиг.1) содержит расположенные между корпусами 3 и 4 рабочие лопатки 1 ротора турбины и сопловые лопатки 2 с поворотными составными осями 9, закрепленные одним концом в корпусе 4, а другим концом соединенные с лопатками 2, причем поворотные составные оси состоят из нескольких секций 5, 6, 7, 8, число которых для более плавного регулирования углов установки лопаток выбирается возможно большим.

Регулируемый сопловой аппарат работает следующим образом. При увеличении нагрузки турбины возрастает температура рабочей среды, омывающей сопловые лопатки 2 и их составные поворотные оси 9, выполненные в виде секций 5, 6, 7, 8 из материалов, обладающих эффектом памяти формы, в которых мартенситное превращение происходит в каждой секции отдельно при различной последовательно возрастающей температуре. Поворот составных осей 9 и, следовательно, сопловых лопаток 2 происходит при изменении режима работы турбины в результате мартенситного превращения материала, обладающего эффектом памяти формы, в секциях поворотных осей при изменении температуры рабочей среды. На фиг.2 показано исходное положение сопловой лопатки 2 и ее положение при различных углах поворота составной поворотной оси 9. При некотором увеличении температуры рабочей среды при возрастании нагрузки турбины происходит поворот секции 5 составной поворотной оси и лопатка 2 занимает положение 10, а при дальнейшем нагреве лопатки 2 и секций поворотной оси 9 в результате мартенситного превращения в секции 6 происходит ее поворот и сопловая лопатка 2 занимает положение 11. При последующем нагреве рабочей среды при увеличении нагрузки турбины происходит последовательный поворот секций 7 и 8, в результате чего сопловая лопатка 2 поворачивается на еще больший угол. При снижении нагрузки турбины лопатки соплового аппарата поворачиваются в противоположном направлении вследствие уменьшения температуры рабочей среды и обратного мартенситного превращения в материалах секций составных поворотных осей.

Таким образом, использование предлагаемого регулируемого соплового аппарата способствует повышению экономичности работы турбины путем обеспечения оптимальной величины углов установки лопаток в широком диапазоне эксплуатационных нагрузочных режимов.

Источники информации

1. А.С. СССР № 1645570 А1, опубл. 30.04.91, бюл. № 16.

2. А.С. СССР № 1219831 А, опубл. 23.03.86, бюл. № 11.

3. А.С. СССР № 1544990 А1, опубл. 23.02.90, бюл. № 7.

4. Применение эффекта памяти формы в современном машиностроении./ А.С.Тихонов, А.П.Герасимов, И.И.Прохорова - М., Машиностроение, 1981, - 80 с.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Регулируемый сопловой аппарат турбины, содержащий расположенные между корпусами лопатки с поворотными осями, отличающийся тем, что поворотные оси выполнены составными из материалов, обладающих эффектом памяти формы.

2. Регулируемый сопловой аппарат турбины по п.1, отличающийся тем, что в качестве материалов, обладающих эффектом памяти формы, использованы сплавы на основе железа и никеля, в которых мартенситное превращение происходит при различной температуре.

Сопловой аппарат турбины

лопаточный венец, ограниченный поверхностями, образованными полками по торцам лопаток, неподвижно закреплённый в корпусе турбины. В С. а. т. происходит расширение газа, при котором потенциальная энергия сжатого горячего газа преобразуется в кинетическую, поэтому его давление и температура уменьшаются, а скорость потока увеличивается. Кроме того, газовый поток закручивается по направлению вращения рабочего колеса. Межлопаточные каналы соплового аппарата турбины имеют уменьшающуюся по потоку газа площадь проходного сечения, на выходе из каналов поток, как правило, достигает около- или сверхзвуковой скорости. Газодинамическая эффективность работы С. а. т. оценивается коэффициентом скорости (отношение действительной скорости истечения газа из С. а. т. к адиабатической скорости), равным 0,96-0,98. В современных высокотемпературных газовых турбинах лопатки и торцовые поверхности С. а. т. охлаждаются изнутри воздухом, причём наиболее интенсивно - сопловой аппарат первой ступени. Утечки охлаждающего воздуха по стыкам торцовых полок сопловых лопаток ухудшают тепловое состояние лопаток и снижают газодинамический эффективность С. а. т. Уплотнения на его внутренних торцевых поверхностях препятствуют перетеканию газа под лопаточными венцами.
Во многих конструкциях С. а. т. через полые сопловые лопатки проходят силовые стойки опоры турбины и коммуникации масляной системы. Лопатки С. а. т. изготовляются из жаропрочных жаростойких сплавов методом литья по выплавляемым моделям.

• - Сопловой аппарат паровой турбины Неподвижный элемент ступени паровой турбины, предназначенный для преобразования энергии рабочего тела в кинетическую и придания выходящему потоку заданного направления Смотреть...

  Словарь ГОСТированной лексики

• - Мощность, развиваемая на клеммах генератора или на муфте приводимой машины паротурбинного агрегата Смотреть все термины ГОСТ 23269-78. ТУРБИНЫ СТАЦИОНАРНЫЕ ПАРОВЫЕ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Источник: ГОСТ 23269-78...

  Словарь ГОСТированной лексики

• - Совокупность ряда расположенных по окружности каналов, образованных направляющими лопатками или соплами, и следующего за ним вращающегося ряда каналов, образованных рабочими лопатками, с элементами установки,...

  Словарь ГОСТированной лексики

• - вращающаяся часть турбины, состоящая в основном из дисков, лопаток и вала. Служит для преобразования кинетической и потенциальной энергии газового потока в механическую работу на валу...

  Энциклопедия техники

• - турбины, устанавливаемые на кораблях специально для длительного плавания на крейсерской скорости...

  Морской словарь

• - 1. Прибор для освежения воздуха. 2. Ручное или механическое устройство, применяющееся для искусственной вентиляции легких у пациентов с нарушенной дыхательной функцией. См. также Респиратор...

  Медицинские термины

• - English: Switching device Электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрических цепей и проведения тока Источник: Термины и определения в электроэнергетике...

  Строительный словарь

• - см. Тюрбины...

  Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

• - элемент паровой или газовой турбины...

  Большая Советская энциклопедия

• - ...

  Орфографический словарь русского языка

• - СОПЛО́, -а́, мн. со́пла, со́пел и сопл, ср. ...

  Толковый словарь Ожегова

• - соплово́й прил. 1. соотн. с сущ. сопло, связанный с ним 2. Свойственный соплу, характерный для него. 3. Принадлежащий соплу...

  Толковый словарь Ефремовой

• - соплов"ой и с"...

  Русский орфографический словарь

• - горизонтальные водяные колеса, гидравлические двигатели, действующие при всевозможных падениях воды; по высоте напора воды различаются т. высокого и низкого давления...

  Словарь иностранных слов русского языка

• - ...

  Формы слова

• - прил., кол-во синонимов: 1 сопловый...

  Словарь синонимов

"Сопловой аппарат турбины" в книгах

Безлопастные турбины (1909–1910)

Из книги Абсолютное оружие Америки [Никола Тесла - повелитель вселенной] автора Сейфер Марк

Безлопастные турбины (1909–1910) 22 марта 1909 года Дорогой полковник Астор, Я с радостью узнал из газет, что вы вернулись в город, и спешу сообщить вам, что моя паровая и газовая турбины, насос, водяная турбина, воздушный компрессор и пропеллер оказались очень удачными. По мнению

Турбины

Из книги Густав Лаваль автора Гумилевский Лев Иванович

Турбины В то время, как часть изобретателей всех стран и многих поколений работала над созданием двигателей с прямолинейно-возвратным движением, другая часть их, направляясь по иному пути, трудилась над созданием двигателей без цилиндра и поршня, двигателей с

Паровые турбины не для авиации

Из книги «Пламенные моторы» Архипа Люльки автора Кузьмина Лидия

Паровые турбины не для авиации Нельзя сказать, что над применением газовой турбины для самолетов в нашей стране до этого никто не думал. Теоретическое обоснование применения газовой турбины в авиации в 1935 году дано профессором Уваровым. Им же в Москве был разработан

НЕВОЗВРАТНЫЕ ТУРБИНЫ

Из книги НИКОЛА ТЕСЛА. ЛЕКЦИИ. СТАТЬИ. автора Тесла Никола

НЕВОЗВРАТНЫЕ ТУРБИНЫ Но их кардинальный недостаток - это их невозвратность, которая вынуждает для заднего хода использовать отдельные турбины. Все это, помимо высоких расходов и значительных потерь на трение, налагает узкие ограничения на температуру рабочего тела.

2. Турбины

автора Гумилевский Лев Иванович

2. Турбины ФурнейронБурден знал о работах своего ученика, хотя Фурнейрон держал их в секрете. Из опытных моделей Фурнейрона одна - мощностью в шесть лошадиных сил - казалось, отвечала всем требованиям конкурса. Оставалось только разрешить задачу о регулировании ее хода.

Глава шестая. Турбины

Из книги Создатели двигателей [илл. Е.Ванюков] автора Гумилевский Лев Иванович

Глава шестая. Турбины

3. Многоступенчатые турбины

Из книги Создатели двигателей [илл. Е.Ванюков] автора Гумилевский Лев Иванович

3. Многоступенчатые турбины Рато«Чтобы иметь успех и избежать ошибок в области прикладной механики, все ваши поиски должна сопровождать математика!»Молодой человек, неустанно повторявший эти слова своим ученикам, был самым юным профессором в мире. Ему шел двадцать

4. Газовые турбины

Из книги Создатели двигателей [илл. Е.Ванюков] автора Гумилевский Лев Иванович

4. Газовые турбины Общий трудКак только выяснились преимущества паровой турбины над паровой машиной, так тотчас же появились теоретические исследования о рабочем процессе газовой турбины и начались практические опыты ее осуществления. Проблема газовой турбины

Сопловой аппарат

Из книги Большая Советская Энциклопедия (СО) автора БСЭ

Разнос турбины

Из книги Катастрофы под водой автора Мормуль Николай Григорьевич

Разнос турбины 20 ноября 1965 года атомная ракетная подводная лодка «К-74» проекта 675 (по классификации НАТО - «Эхо-1») отрабатывала задачи в полигонах боевой подготовки Северного флота. Материальная часть исправна, замечаний нет. Уверенно выполнив все предусмотренные Курсом

Из книги Болезни кроликов и нутрий автора Дорош Мария Владиславовна

Аппарат движения, или опорно-двигательный аппарат Аппарат движения представлен скелетом, связками и мышцами, которые, в отличие от других систем, формируют телосложение кроликов, их экстерьер. Чтобы представить его значение, достаточно узнать, что у новорожденных на

Аппарат движения, или опорно-двигательный аппарат

Из книги Болезни лошадей автора Дорош Мария Владиславовна

Аппарат движения, или опорно-двигательный аппарат Аппарат движения состоит из скелета, связок и мышц, которые, в отличие от других систем, формируют телосложение лошади, ее экстерьер. Чтобы представить его значение, достаточно знать, что у новорожденных на аппарат

Аппарат движения, или опорно-двигательный аппарат

Из книги Болезни овец и коз автора Дорош Мария Владиславовна

Аппарат движения, или опорно-двигательный аппарат Аппарат движения представлен скелетом, связками и мышцами, которые, в отличие от других систем, формируют телосложение мелкого рогатого скота, его экстерьер. Чтобы представить его значение, достаточно знать, что у

Аппарат движения, или опорно-двигательный аппарат

Из книги Болезни крупного рогатого скота автора Дорош Мария Владиславовна

Аппарат движения, или опорно-двигательный аппарат Аппарат движения представлен скелетом, связками и мышцами, которые, в отличие от других систем, формируют телосложение крупного рогатого скота, его экстерьер. Чтобы представить его значение, достаточно узнать, что у

Аппарат движения, или опорно-двигательный аппарат

Из книги Болезни свиней автора Дорош Мария Владиславовна

Аппарат движения, или опорно-двигательный аппарат Аппарат движения представлен скелетом, связками и мышцами, которые, в отличие от других систем, формируют телосложение свиней, их экстерьер. Чтобы представить его значение, достаточно узнать, что у новорожденных на

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Ключевые слова

Регулируемый сопловой аппарат, силовая турбина, Variable area nozzles for turbine stage, power turbine

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье представлен обзор основных преимуществ использования регулируемого соплового аппарата в силовой турбине ГТУ. Описан принцип действия и влияние поворота лопаток на эффективность турбины. Определены задачи, которые нужно решить для успешного применения РСА в силовой турбине приводных ГТУ.

Текст научной статьи

В научно-технической литературе довольно часто упоминается о регулировании газотурбинных установок с помощью поворота лопаток соплового аппарата силовой турбины . Однако имеющиеся теоретические сведения и экспериментальные данные не достаточны для более полного описания его преимуществ. Именно это обстоятельство, наряду с техническими сложностями, определяет скептическое отношение к использованию РСА у отечественных производителей. В зарубежной практике турбостроения, напротив, установки с регулируемым сопловым аппаратом давно и успешно применяются. Регулирование поворотом лопаток РСА помогает более эффективно эксплуатировать двигатель на частичных нагрузках , способствует увеличению маневренности и приспособляемости к переменным погодным условиям, приводит к снижению расхода топлива. Поворот лопаток соплового аппарата турбины позволяет : регулировать расход газа через турбину; изменять формы треугольников скоростей (это снижает потери в лопаточных решетках на нерасчетных режимах); перераспределять работу между ступенями турбины и каскадами. Использование регулируемого соплового аппарата в силовой турбине, как второго регулирующего фактора (помимо топливного клапана), при разных программах регулирования позволяет эксплуатировать двигатель в широком диапазоне режимов без существенного снижения КПД и с минимальным расходом топлива. Это особенно актуально для ГПА, которые часто работают при переменной нагрузке. В описан принцип изменения расхода рабочего тела, как при использовании РСА в первой ступени силовой турбины, так и в промежуточной и последней ступенях. Из приведенных расчетов видно, что для изменения расхода достаточно осуществить поворот лопатки СА первой ступени на определенный угол, тем самым изменив площадь проходного сечения СА. Если же РСА используется в промежуточной, либо последней ступени ССТ, то для такого же изменения расхода, потребуется поворачивать лопатки СА на больший угол, т.е. до тех пор, пока проходное сечение не изменится настолько, что перепад давления в первой ступени будет соответствовать требуемому изменению расхода. Как следствие - работа ступеней с большими углами атаки и меньшими внутренними КПД (Рисунок 1). Исходя из этого, и принимая во внимание то, что в настоящее время чаще применяются двух- и трехступенчатые силовые турбины, более эффективным будет применение РСА в первой ступени силовой турбины. Рис. 1 - Сравнение регулирования двухступенчатой турбины поворотом лопаток РСА: I - регулируется первый СА; II - регулируется второй СА Преимуществами установки РСА в первой ступени являются: изменение расхода рабочего тела не требует значительного изменения угла установки сопловых лопаток, что приводит к небольшому падению эффективности ступени и турбины; поворот лопаток соплового аппарата первой ступени не вызывает изменение степеней понижения давления в последующих ступенях; более активное влияние поворота сопловых лопаток первой ступени на характеристики турбины газогенератора и возможность изменения (поддержания) ее параметров. При повороте сопловых лопаток турбинной ступени происходит изменение угла α1, а значит - угла атаки при натекании потока на рабочие лопатки и внутреннего КПД ступени. В проанализировано влияние прикрытия либо раскрытия лопаток соплового аппарата на преобразование формы треугольников скоростей, изменение степени реактивности и удельной работы. Кроме качественного анализа, в научно-технической литературе практически не представлены количественные соотношения, отражающие влияние изменения угла α1 на характеристики ступени турбины. При уменьшении угла выхода из соплового аппарата снижение степени реактивности происходит на всех диаметрах турбины, что приводит к уменьшению внутреннего КПД ступени. Особенно сильно КПД начинает снижаться, после того как степень реактивности в корне уменьшается до нуля или становится отрицательной. Следовательно, диапазон регулирования в сторону прикрытия РСА ограничивается значением угла α1, при котором ρ близка к нулю. Регулирование турбины с помощью РСА приводит к перераспределению работы между ступенями (или перераспределению степеней понижения давления πТ*). Это явление рассматривается в связи с изменением характеристик ступени (Рисунок 2). Рис. 2 - Распределение степени понижения давления по ступеням Из рисунка следует, что при раскрытии СА ступени турбины и Gпр = const (если расход газа через турбину ограничивается каким-либо проходным сечением) происходит резкое уменьшение ее мощности. Таким образом, применение регулируемого соплового аппарата в силовой турбине ГТУ обладает неоспоримыми преимуществами - стабильная работа установки на переменных режимах, снижение расхода топлива на 4% в среднем за год , более высокие значение КПД на переменных режимах работы, по сравнению с регулированием только топливным клапаном. Однако, остается еще ряд проблем, которые требуют более детального решения: 1) При помощи экспериментов установить количественные изменения основных параметров турбин компрессора и силовой. 2) Разработать методику профилирования лопаток, слабо чувствительных к углам входа потока α1. 3) Создать эффективную программу регулирования двигателя, которая позволит динамически изменять положение РСА ССТ, и ВНА компрессора. 4) Разработать надежную конструкцию системы поворота СА, которая обеспечит работу установки на протяжении всего срока эксплуатации.