Элементарная ступень осевого компрессора

Студент должен:

знать: основные уравнения для газодинамического расчета ГТУ и схему многоступенчатого осе­вого компрессора, треугольники скоростей в элементарной ступени, основные параметры элементарной ступени компрессора;

уметь: определять абсолютные и относительные скорости и углы треугольников скоростей.

Требования, предъявляемые к компрессорам газотурбинных установок. Схема многосту­пенчатого осевого компрессора, Основные уравнения, используемые при газодинамическое расчете компрессоров ГТУ.

Схема ступени осевого компрессора и кинематика потока в ней. Основные параметры элементарной ступени компрессора. Влияние радиальных и осевых зазоров на работу ступени. Особенности сверхзвуковых ступеней.

Литература: [2], стр. 8-22; [4], стр. 33-37

Методические указания

Из известных типов компрессоров - поршневых, ротационных и лопаточных - наиболь­шей экономичностью и компактностью отличаются лопаточные компрессоры, к которым от­носятся осевые и центробежные. Кпд крупных осевых компрессоров достигает 90-91% при умеренных окружных скоростях (порядка 200 м/с) и 87-88% при больших окружных скоро­стях (порядок 250-330 м/с).

Осевые компрессоры применяются, как правило, одно- и двухкаскадные с промежуточ­ным охлаждением рабочего тела. Соотношение давлений в одном корпусе осевого компрес­сора стационарной ГТУ достигают 6-9 при числе ступеней в компрессоре 10-12.

В ГТУ средней и большей мощности (4000-16000 кВт) применяются только однокаскадные осевые компрессоры.

Простейший одноступенчатый компрессор имеет ротор, состоящий из вала, диска и ра­бочих лопаток. На внутренней поверхности корпуса компрессора располагаются направ­ляющие лопатки. Решетку направляющих лопаток и следующую за ней рабочую решетку называют ступенью компрессора. Воздух засасывается в компрессор через входной патру­бок. Каналы между направляющими и рабочими лопатками имеют такую форму, что ско­рость воздуха в них уменьшается, а давление растет. Чтобы производилась работа сжатия воздуха, от турбины отбирается значительная часть мощности, необходимой для вращения ротора компрессора.

Выхлопной патрубок (диффузор) служит для вывода воздуха из компрессора. Давление воздуха за диффузором значительно выше, чем во входном патрубке, и является наибольшим давлением в ГТУ.

Компрессоры, имеющие одну ступень, называют одноступенчатыми. Роторы осевых компрессоров стационарных ГТУ характеризуются большим разнообразием конструкций; цельнокованые, барабанные, барабанно-дисковые.

Крепления отдельных направляющих лопаток ступени осевых компрессоров является их крепление в Т - образный паз, проточенный в корпусе компрессора. Крепления рабочих ло­паток - это их осевая заводка в пазы ротора по схеме «ласточкиного хвоста», цилиндра и сложного крепления. Роторы компрессоров опираются на опорные подшипники.

Вопросы для самоконтроля

1. Для чего служит компрессор?

2. Из каких элементов состоит простейший одноступенчатый компрессор?

3. Какие компрессоры называют многоступенчатыми?

4. Изобразите схему ступени осевого компрессора

5. Как устроен ротор компрессора?

6. Какова конструкция ротора?

7. Как производится крепление направляющих лопаток ступени компрессора и рабочих ло­паток?