- •36. Классификация турбомашин по направлению передачи энергии, по преимущественному направлению потока. Преимущества и недостатки различных типов турбомашин.
- •37. Классификация осевых турбомашин по форме меридионального сечения проточной части, преимущества и недостатки различных схем проточной части.
- •39. Классификация турбомашин по скорости обтекания профилей (истечения из межлопаточных каналов). Краткая характеристика указанных видов турбомашин.
- •40. Классификация турбомашин по числу валов. Обоснование необходимости применения многовальных турбомашин.
- •41. Основные показатели работы и параметры турбомашин. Требования, предъявляемые к компрессорам и турбинам.
- •42. Основные геометрические параметры проточной части, ограничения и перспективы развития параметров проточных частей.
- •43. Геометрические параметры профиля, краткий анализ и характерные значения.
- •44. Геометрические параметры решетки профилей и лопаток. Краткий анализ.
- •47. Активный и реактивный принцип работы ступени турбомашины. Кинематическая степень реактивности. Термодинамическая степень реактивности.
- •48. Распределение параметров потока по длине ступени в активных и реактивных ступенях.
- •49. Основы расчета ступени турбомашин с использованием степени реактивности. Входная и выходная закрутка потока.
- •50. Анализ влияния кинематической степени реактивности на планы скоростей ступени осевого компрессора.
- •51. Анализ влияния кинематической степени реактивности на планы скоростей ступени осевой турбины.
- •5 2. Атакоустойчивость профиля и решетки профилей компрессоров и турбин. Характеристика компрессора по потерям (кпд). Факторы, определяющие атакоустойчивость.
- •54. Особенности характеристик центробежных компрессоров с различной формой лопаток.
- •55. Обобщенные и универсальные характеристики компрессора. Приведение параметров компрессора к стандартным атмосферным условиям. Возможные погрешности формул приведения.
- •56. Газодинамические основы рассогласования работы первых и последних ступеней компрессора (ступени и сети) на нерасчетных режимах работы.
- •59. Вращающийся срыв в компрессорах, надроторные устройства.
- •60. Изменение расхода воздуха через компрессор по частоте вращения. Регулирование компрессора с помощью перепуска воздуха.
- •61. Регулирование компрессора с помощью поворотных направляющих аппаратов.
- •62. Регулирование компрессора, 2-х и более вальная схема компрессора, изменение скольжения роторов при изменении частоты вращения.
- •63. Короткие, средние и длинные лопатки. Профилирование длинных лопаток по высоте, законы профилирования. Основные положения и уравнения для расчета планов скоростей по высоте.
- •64. Профилирование по закону постоянной циркуляции и закону постоянного угла выхода из соплового аппарата, сравнение с законом постоянной реактивности.
- •65. Профилирование по закону постоянной реактивности (твердого тела), сравнение с законом постоянной циркуляции.
- •66. Общая номенклатура потерь в решетках турбомашин, краткая характеристика видов потерь и их зависимость от основных режимных и геометрических параметров.
- •67. Дополнительные потери в турбомашинах: от нестационарности, в зазорах, на трение о диски, на охлаждение, с выходной скоростью.
- •68. Кпд турбомашин: адиабатный по параметрам торможения, адиабатный по статическим параметрам за турбиной/ступенью (мощностной), политропный.
- •69. Зависимость адиабатного и мощностного кпд от отношения u/c.
- •70. Оптимальные планы скоростей в активно-реактивной одноступенчатой турбине при переменной степени реактивности. Управление отношением u/c.
- •71. Распределение работы, кпд, осевой скорости и степени реактивности по ступеням многоступенчатых компрессоров.
- •73. Предел реализуемой в ступени турбины и отдельных лопаточных решетках работы (см. Вопрос 32). Влияние предела расширительной способности косого среза и запирания каналов по расходу.
- •74. Многоступенчатые турбины, турбины со ступенями скорости и ступеням и давления.
73. Предел реализуемой в ступени турбины и отдельных лопаточных решетках работы (см. Вопрос 32). Влияние предела расширительной способности косого среза и запирания каналов по расходу.
74. Многоступенчатые турбины, турбины со ступенями скорости и ступеням и давления.
Многоступенчатые турбины можно классифицировать по характеру рабочего процесса. Наиболее существенным фактором, характеризующим рабочий процесс, является изменение статического давления в проточной части турбины.
На рис. 5.3 показано изменение pi, ci, wi в проточной части турбин различных типов.
В турбинах с реактивными ступенями давления:
статическое давление уменьшается как в СА, так и в РК каждой ступени.
относительная скорость wi в венцах РК возрастает.
В активных турбинах со ступенями скорости:
весь перепад срабатывается в первом СА, поэтому в нем происходит значительное уменьшение статического давления рi,
значительное увеличение абсолютной скорости в первом СА, которая уменьшается в рабочих колесах последующих ступеней.
Турбины ГТД выполняются, как правило, с реактивными ступенями давления, так как эти ступени обладают наиболее высокой экономичностью.
Активные турбины со ступенями скорости применяются в тех случаях, когда для получения заданной мощности требуется сработать большой теплоперепад при относительно малой окружной скорости, т.е. при малых ут . Ступени скорости целесообразно применять также при малых расходах газа, когда высоты лопаток невелики. В этом случае в ступенях скорости отсутствие утечек в радиальном зазоре позволяет получить более высокий эффективный ητ, чем в ступенях давления.
75. Параметры нагруженности, y,y^* для многоступенчатых турбин, параметры напряжений ?_т и Fn^2
Среднее для турбины в целом значение параметра нагрузки обозначается через Y (или Y*), величина которого определяется выражением
(5.12)
где ui - окружная скорость на среднем диаметре каждой из ступеней; c*sт определяется величиной πτ.
Чаще используется параметр Y* :
(5.13)
где с*sт определяется величиной π т.
Если предположить, что ui = idem, то выражение (5.13) приводится к виду
(5.14)
(5.15)
откуда легко найти zτ:
Y* иногда называют коэффициентом Парсонса, численное значение его зависит от типа двигателя. Например, для ТВД и ТРДД Y* = 0,55...0,60, для ТРД - 0,52...0,54.
𝜀т, Fn2:
Затем оценивают допустимую частоту вращения ротора турбины по известному соотношению:
где Ф - коэффициент формы пера лопатки, который для профилей турбины равен 0,5... 0,55; σρ - уровень действующих напряжений в пере лопатки, который зависит от материала лопатки и ресурса работы двигателя τ.