Расчет лабиринтных уплотнений.

Эффективность работы уплотнения определяется утечками через него.

Расход через уплотнение:

k – коэффициент, зависящий от концентрации;

f – площадь кольцевой щели f = δDπ;

z – число гребешков;

T – температура в области более высокого давления;

R – газовая постоянная.

 

 

18. Материалы деталей компрессоров (требования, классификация, основные марки, особенности титановых сплавов).

Деталь, изготовленная из выбранного материала, должна удовлетворять нормам прочности при заданных надежности и ресурсе.

Магниевые сплавы: корпусы агрегатов, компрессора и опор.

 

Алюминиевые сплавы:

АК2, АК4 – диски, проставки, лопатки;

Д16 – элементы входных устройств;

АЛ4, АЛ5 – корпуса компрессоров и агрегатов.

 

Стали:

а) конструкционные. Валы и цапфы.

30ХГСА, 18Х2Н4МА;

б) коррозионностойкие, жаропрочные, жаростойкие.

 

Титановые сплавы:

ВТ1 – входные устройства;

ОТ-4 – корпусные элементы;

ВТ3, ВТ5, ВТ6, ВТ18, ВТ20 – жаропрочные для лопаток и дисков.

 

+ титановых сплавов:

1) высокая удельная прочность;

2) низкая плотность;
3) высокая коррозионная стойкость.

 

- титановых сплавов:

1) высокая ползучесть;

2) низкий модуль упругости;

3) чувствительность к концентрации напряжений.

 

 

Устройства, обеспечивающие устойчивую работу компрессора.

1) ВНА переменной геометрии.          2) клапан перепуска

 

      

3) Поворотные направляющие аппараты

                    

4) лента перепуска

 

5) Щелевая (перфорированная) проставка.

Центробежные компрессоры (классификация по конструктивным признакам).

Классификация:

1)по числу входов а)с односторонним входом

+небольшие размеры

-подшипник нагружен осевой силой

б)с 2сторонним входом

+нет осевой силы, подшипник нет нагрузки на подшипник

-большие длинновые габариты;

-большая масса

2)по конструкции лопаток

         

Напор средний            min                    max       используется при

КПД    средний             min             max       больших диам-х

3)по типу колеса

а)открытые,              б)полуоткрытые,           в)закрытые

      

+простота конструкции +прочнее,жесткая    +нет перетеканий,

+меньше осевая сила    +меньшие утечки    +высокий КПД

-утечки м/у лопатками - зазор нужно учит-ть +зазор не регулируется

 -возможен резонанс                                           –большая масса

колебаний лопаток                                               - сложнее изготовить

4)по числу ступеней

-1ступенчатый   -2ступенчатый

 

Требования, предъявляемые к турбинам. Классификация турбин.

Турбина предназначена для преобразования располагаемой энергии рабочего тела в мощность (крутящий момент на валу).

 

Требования к турбине: 1) обеспечение требуемой мощности; 2)возможно меньшие масса и габариты; 3) достаточная надежность в условиях тепловых и механических нагрузок.

 

Классификация:

 

I. По числу каскадов:

-одно; двух-; трех; -четырех (в перспективе).

 

II. По наличию внутреннего охлаждения лопаточных венцов:

1) охлаждаемые; 2) неохлаждаемые.

 

III. По наличию регулирования радиального зазора:

1) регулируемые; 2) нерегулируемые.

 

IV. По схеме ротора:

1) диски между опорами;                 

    

2) консольное расположение дисков

  

 

V. По направлению течения газа:

1) осевые; 2) радиальные (центробежные и центростремительные).

22. Рабочие лопатки турбин (условия работы, предъявляемые требования, конструкция).

Лопатки турбин испытывают высокие напряжения растяжения и несколько меньшие, но также опасные напряжения изгиба, переменные по времени и вызывающие усталость материала.

Условия работы: 1) центральные силы (растяжение, изгиб, кручение);

2) газовые силы; 3) вибрации; 4) агрессивная газовая среда; 5) высокая температура газа.

Лопатки турбины должны обладать высокой надежностью на всех возможных эксплуатационных режимах и обладать большим ресурсом, обладать возможностью работать длительное время в условиях высоких температур и в среде химически активных газов.

                                                   φ – угол закрутки профиля (≈30^о)