Осевой компрессор
Вообще-то глупо ставить вторую ступень импеллера без промежуточного спрямляющего аппарата.
Меня больше интересует: какой ожидаемый прирост тяги в статике получится? Ведь получается что вторая ступень будет работать в скоростном потоке первой ступени. Кстати, перепад давлений в импеллерах составляет то 2000Па до 5000Па. Этот перепад давлений и преобразуется в скорость выходного потока. С расходом воздуха всё понятно, но по-моему произойдёт распределение перепадов давлений на обоих ступенях и расход воздуха должен немного увеличиться - вторая -то ступень сопротивляется набитому давлению перед соплом. Есть термин “твёрдость крыльчатки”, характеризующий способность удерживать перепад давлений. Теоретически, вторая ступень должна понизить требования к “твёрдости крыльчатки” первой ступени и взять на себя часть перепада давлений.
Собственно вопрос: не превысят ли ожидаемые аэродинамические потери (в самом лучшем случае они составляют 15% на ступень), ожидаемый прирост эффективности? Сопротивление вращению второй ступени будет равно сопротивлению вращения первой - это понятно. Повышая частоту вращения вентилятора, будет возрастать потребляемая мощность, которая растёт в кубической зависимости от оборотов (это и заставило подумать о 2-х ступенях), поэтому (теоретически) есть смысл поставить вторую ступень. Будет ли давать какой-нибудь прирост перепада давлений вторая ступень, размещённая за спрямляющим аппаратом первой ступени и оснащённая собственным спрямляющим аппаратом? По идее должна, но какой?
Меня больше интересует: какой ожидаемый прирост тяги в статике получится? Ведь получается что вторая ступень будет работать в скоростном потоке первой ступени.
Никакой! Импеллер обеспечивает тягу за счет изменения количества движения рабочего тела. Масса рабочего тела в импеллере не меняется, меняется только скорость воздуха. То есть чем быстрее импеллер прокачивает воздух в канале, тем выше тяга. Спрямляющий аппарат будет только тормозить поток. Второй импеллер (если он точно такой же как первый) будет впустую вращать крыльчатку.
Но есть и хорошая новость, можно за импеллером установить диффузор/сопло, в котором скорость воздуха будет немного расти.
П.с. Это все умозрительные рассуждения. Если у вас есть 2 импеллера, засуньте их в трубу и испытайте- это будет самое правильное, что можно сделать.
Обожаю местный жаргон “блинчики в кмпрессор”. Это надо записать!
Это не местный жаргон 😃.
Если смотрите, то это было моё первое сообщение в “Турбореактивные”.
Думаю говоря “блинчики” провёл аналогию с жесткими дисками - тоже диски(блинчики), и тоже добиваются улучшения характеристик увеличением их количества.
Вообще-то глупо ставить вторую ступень импеллера без промежуточного спрямляющего аппарата.
Почему глупо? Просто нужно найти имреллер имеющий направление вращение противоположное первому. Вот только, боюсь, благодаря унификации это будет сделать сложно…
P.S. А в Минске никто на турбине не летает? Посмотреть бы, послушать…
Тяга складывается из 2-х составляющих:
кинетической - произведение расхода на скорость истечения и
статической - произведения давления на срезе сопла на его площадь
В импеллере о статической составляющей говорить не приходится. Как правильно объяснил Дрон, это имеет смысл только “для повышения эффективности термодинамического цикла”. Раз камеры сгорания нет, то и мощность тратить на повышение давления бессмысленно. Отсюда вывод - пути повышения тяги импеллера по крупному два:
- увеличение расхода, т.е. увеличение диаметра крыльчатки. В пределе - это хорошо всем знакомый воздушный винт.
- увеличение скорости истечения из сопла - т.е. увеличение оборотов.
Направляющий аппарат имеет смысл для уменьшения закрученности струи, но одновременно он создает добавочное сопротивление.
Ладно, понял, спасибо. Попробую собрать, что получится - напишу.
Я видел описание 2-х ступенчатого импеллера в Моделисте-Конструкторе. Там при диаметре вентиляторов 10см, на 14500 об/мин заявленная тяга 2,2кг. Я недавно собрал одноступенчатый импеллер диам. 10см . На 22000 об/мин он выдал 1,5кг тяги. Разница в скоростях вращения существенная, отсюда и возник вопрос. Кстати, в настоящих ТРД, поперечное сечение канала сужается непропорционально увеличению давления (канал получается шире).
Кстати, в настоящих ТРД, поперечное сечение канала сужается непропорционально увеличению давления (канал получается шире).
В компрессоре ТРД воздух сильно нагревается.
Pressure ratio растёт сильнее чем Compression ratio.
В компрессоре ТРД воздух сильно нагревается.
Pressure ratio растёт сильнее чем Compression ratio.
Кроме этого в компрессоре идет дополнительное торможение потока - для удержания горения в камере приходится ставить плохообтекаемые тела - стабилизаторы горения
Ладно, понял, спасибо. Попробую собрать, что получится - напишу.
Я видел описание 2-х ступенчатого импеллера в Моделисте-Конструкторе. Там при диаметре вентиляторов 10см, на 14500 об/мин заявленная тяга 2,2кг…
У меня где-то валяется страничка из этого журнала с чертежами этого импиллера. По-моему там стояла 10 кубовая Радуга. Правильно?
Могу поискать. Нужно?
вот она
вот она
Да, вот именно она! Спасибо, а то идти ковыряться в куче бумаг просто …
Вот только эти две ступени со спрямляющими аппаратами - это лишка, толка от этого нет.
Но в этом случае, еще в детстве меня поразило исполнение этого импиллера - обечайки, ступени и.т.п. Все по взрослому!!!
Именно после этого чертежа, сам в 14-15 лет, в 88-м начал чертить чертежи модельного ТРД с осевым компрессором, просто запоем - куча тетрадей валяется до сих пор - казалось, что там за проблемы - взял и выточил, закрепил и готов компрессор. А когда на свалке металлалома (в те годы это нормальное явление) нашел весь, в сборе компресоор от ТВ3-117, вообще мозги унесло - последние ступени имеют лопатки компрессора не более 1 см, закреплены просто - бери и строй модельный вариант. Этот компрессор очень долго валялся в гараже, потом приказал сдаться в цвет мет…
А после этого было высшее по специальности авиационные дрыгатели - вот там и понял, что в данном случае рулит только центробежный компрессор, а для еще более простой модельной турбины, то и центростремительная турбина, правда КПД ее оставляеет желать лучшего…
Для этой цели был сп@жен турбостарер ТС-21 и ГТДЭ-117- тема для модельной турбины, но он тоже приказал долго жить, по причине ненадобности для этих целей.
Короче, не ломайте Вы голову - купить готовую турбину значительно проще!
Просто надо учиться, найти работу с нормальным доходом и не терять времени, зарабатывать бабосы, дабы тупо купить эту турбину и не париться, а строить самолеты и летать.
МиГ-29 по поводу осевых компрессоров. Искать по слову rc axial turbine. Первая www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=846279 из Гугла
Вот это здорово!
Pressure ratio растёт сильнее чем Compression ratio.
Так вот где собака закопана. 😮
PS Хорошо, что не мина.😁
Кстати осевые компрессоры получили большее распространение в авиации ввиду их большего КПД по сравнению с другими типами.
Счас купил книгу - Теория и расчет авиационных лопаточных машин. К.В. Холщевников, О.Н. Емин, В.Т. Митрохин. М.:Машинострпоение. Изучаю тему.
Мне больше нравится осевой компрессор. Т.к. центробежных уже наплодилось валом. А тут нужно самому разбираться и экспериментировать.
Счас купил книгу - Теория и расчет авиационных лопаточных машин. К.В. Холщевников, О.Н. Емин, В.Т. Митрохин. М.:Машинострпоение. Изучаю тему.
О, даа! Отличная книга.
На первых ступенях многоступечатого компрессора наст. двигателя лабиринтных уплотнений нет - они как правило на последних и предпоследних ступенях …
На модельном двигателе высота лопаток последних ступеней будет 3-5 мм, поэтому 0.2 мм зазор - это много относительно размера лопатки.
Еще один важный аспект необходимо упомянуть - осевые компрессоры на порядок более капризные, чем центробежные с точки зрения режимов работы.
Осевые компрессоры как правило требуют регулируемых (изменяющие угол) направляющих аппаратов (ряд неподвижных лопаток) по специальным программам.
Позвольте небольшие замечания для ясности.
Не надо путать лабиринтные уплотнения с сотовыми.
Лабиринтные уплотнения применялись на двигателях практически всех поколений. Это просто кольцевые каналы на одной цилиндрической поверхности, прилегающие с минимальным зазором к другой цилиндрической поверхности
А вот сотовые уплотнения (для минимизации щелей между корпусом компрессора и торцами лопаток дисков) применяются относительно недавно. В 40-50-х годах вместо этого использовалась специальная мастика, набитая в каналы надлопаточного пространства корпуса компрессора. Ротор вставлялся в корпус, прокручивался и лопатки срезали лишнюю мастику, зазор минимальный. Главный минус - мастика крошилась, механическая прочность низкая, поэтому от нее отказались.
Если смотреть по этой ссылке
www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=846279
то высота лопаток последней ступени побольше, чем 3-5 мм.
То, что осевые компрессоры более капризные -это правда, хотя утверждение “Осевые компрессоры как правило требуют регулируемых (изменяющие угол) направляющих аппаратов (ряд неподвижных лопаток) по специальным программам” чересчур категорично. На осевых компрессорах первых поколений противопомпажное устройство было весьма примитивным - это перепускная лента. Обычно ставилась на последних ступенях. При помпаже двигателя гидропривод ослаблял ее натяжение и открывались отверстия в корпусе компрессора для перепуска воздуха. Причем это было реализовано, например, на ТРД Р-15Б для МиГ-25, т.е. суперскоростной машине.
ИМХО, все равно альтернативы центробежному компрессору для модельных двигателей нет! Просто, дешево и сердито.😁
…Счас купил книгу - Теория и расчет авиационных лопаточных машин. К.В. Холщевников, О.Н. Емин, В.Т. Митрохин. М.:Машинострпоение. Изучаю тему…
Хорошая книга!
Я учился у Олега Наумовича Емина - отличный мужик и профессор!
Хорошая книга!
Я учился у Олега Наумовича Емина - отличный мужик и профессор!
Я тоже у него учился… Мир тесен…
Позвольте небольшие замечания для ясности.
Не надо путать лабиринтные уплотнения с сотовыми.
Лабиринтные уплотнения применялись на двигателях практически всех поколений. Это просто кольцевые каналы на одной цилиндрической поверхности, прилегающие с минимальным зазором к другой цилиндрической поверхности
Извините, но Вы тоже некорректно называете ЩЕЛЕВЫЕ уплотнения лабиринтными. Какие в щели могут быть лабиринты? 😃
Лабиринты это такие уплотнения, когда на одной из рабочих частей или на обеих выполняются так называемые гребешки. В результате чего образуются карманы и щели соединяющие их. Утечки, проходя по щели, попадают в карман и теряют скорость, и соотвественно повышается давление в этом кармане, которое, в свою очередь, не дает следующей порции протечки пройти в этот карман. То есть получается так сказать замок.
У осевых компрессоров ГТД не делают лабиринтные уплотнения ни на каких ступенях. Лабринты ставят на турбинные колеса, тем более они всегда бандажированные. Ну и на дисках компрессора и турбины тоже выполняются полки с лабиринтными уплотнениями, чтобы устранить перетечки воздуха вдоль вала. а так же чтобы масло, смазывающее и охлаждающее подшипники, не попало в воздушный тракт.
Позвольте небольшие замечания для ясности.
ИМХО, все равно альтернативы центробежному компрессору для модельных двигателей нет! Просто, дешево и сердито.😁
Согласен на 100%. Но этим мне осевые и интереснее.
P.S. Я надеюсь по этой ссылке все были.
modelbouwforum.nl/…/32336-volledig-axiaal-wat-vind…
Бо я только счас удосужился зайти 😮
…Утечки, проходя по щели, попадают в карман и теряют скорость, и соотвественно повышается давление в этом кармане, которое, в свою очередь, не дает следующей порции протечки пройти в этот карман. То есть получается так сказать замок.
…
Вы тоже в свою очередь неточны - лабиринтные уплотнения работают только там, где есть утечки. Лабиринт это не что иное как местное гидродинамическое сопротивление, основанное на ряде сжатий и разряжений (в соответствии с изменением проходного сечения лабиринта). Это сопротивление резко увеличивает потери полного давления в потоке утечек и тем самым им препятствует. Если бы поток запирался совсем, то давление в камерах лабиринта полностью выровнялось и он стал бы лишней “грудой железа” 😉