Осевой компрессор
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” 😉
А кто то знает как пользоватся SolidWorks COSMOSFloworks? Интересует книга или самоучитель по Floworks. Надеюсь кто то сможет помочь.
Всегда интересовало - почему при сгорании топлива в камере сгорания и расширении воздуха последний устремляется именно к турбине а не к компрессору. Клапанов то вроде бы нигде нет. Ведь давление в камере сгорания при нагревании воздуха должно быть выше, чем создает компрессор?
Давление в камере сгорание складывается из 2-х, статического и динамического, динамическое давление определяет скорость, нагревание газа способствует увеличению как раз динамического давления (в большей степени). Так как движение основной массы газа в камере сгорания определено, то подогрев газа, увеличивая динамическое давление, способствует ускорению потока. Как то так…
Для информации, когда говорят о степени повышения давления компрессором, по мойму, говорят о повышении статического давления, а давление динамическое уже определить можно из производительности…
Объяснение конечно не очень, просто не обладаю я даром преподавателя…
Интересует книга или самоучитель по Floworks. Надеюсь кто то сможет помочь.
Ищите, на торрентах к примеру, автора Алямовский А.А.
Например книга SolidWorks Компьютерное моделирование в инжнерной практике, 2005 г. Там и про Cosmos и про FloWorks. По моему есть и более современая книга.
Всегда интересовало - почему при сгорании топлива в камере сгорания и расширении воздуха последний устремляется именно к турбине а не к компрессору. …
Когда вы хочете выяснить направление, куда потечет ваше рабочее тело, то надо рассматривать граничные условия. Имеем камеры сгорания, в ней есть газ с известными параметрами. Вопрос куда он полетит. Так вот со стороны компрессора его подпирает давление, а со стороны турбины давление мнеьше, т.к. турбина совершает работу.
А общий принцип такой, что рабочее тело движется в сторону наименьшего сопротивления. То есть в сторону турбины.
Я ни на чем не настаиваю, мы же знаем что турбины работают, просто мне непонятно.
Так вот со стороны компрессора его подпирает давление, а со стороны турбины давление мнеьше, т.к. турбина совершает работу.
А может быть это компрессор подпирается давлением из камеры сгорания? ПРИ этом уменьная скорость его вращения и соответственно работу турбины? Ведь если подумать, можно вращать компрессор на выпуск газа, а турбина, вращающаяся при этом в противоположную сторону так же будет подпирать камеру сгорания.
Впрочем я уже понял дело не в давлении со стороны компрессора а чисто в геометрии.
Если газ должен идти в сторону компрессора, то он будет раскручивать его против часовой стрелки, если в сторону турбины - то по часовой стрелке. А геометрия такова, что один и тот же поток воздуха создает большее давление на лопатках турбины чем на лопатках компрессора.
Я ни на чем не настаиваю, мы же знаем что турбины работают, просто мне непонятно.
Вот вам несколько страничек из теории ВРД. Обратите внимание на диаграммы термодинамического цикла в двигателях. И сразу поймете, что и как 😃
Александр А. Н., подскажите что за книжка: кто автор и как называется? Интересно почитать… Просто на выложенных фото плохо видно…
Всегда интересовало - почему при сгорании топлива в камере сгорания и расширении воздуха последний устремляется именно к турбине а не к компрессору. Клапанов то вроде бы нигде нет. Ведь давление в камере сгорания при нагревании воздуха должно быть выше, чем создает компрессор?
Со стороны входного устройства и компрессора (для мотористов они всегда на чертежах и схемах слева) к камере подводится воздух с давлением складывающемся из скоростного напора (динамическая составляющая) и подведенной механической работы в компрессоре. Справа же от камеры сгорания кроме газодинамического сопротивления турбины и сопла есть только атмосферное давления, а иногда и донное разряжение. Так что обычно газ течет все таки куда ему и положено - в сопло. Хотя бывают случаи, когда мотор начинает плеваться газом “против ветра” - у мотористов это называется помпажем. Это нештатный режим работы и обычно нескольких таких хлопков достаточно, чтобы вывести двигатель из строя.
www.iqlib.ru/…/371F2197BEBA41F6AA6A3FCDF9356B09
Вот ссылка на книгу преподавателей из 2-го ф-та МАИ
Бакулев был у меня руководителем на дипломе.
Александр А. Н., подскажите что за книжка:
Название книги: Акимов В.М., Бакулев В.И., Шляхтенко С.М. (ред), 1987 - Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей
Всегда интересовало - почему при сгорании топлива в камере сгорания и расширении воздуха последний устремляется именно к турбине а не к компрессору.
Почитайте про ПРД (Прямоточный реактивный двигатель) там и компрессора нет и турбины. А ведь работает! Жаль что только на больших скоростях…
Счас потратил несколько минут и перевел немного про осевые компрессоры из книги MODEL Jet ENGINES by Thomas Kamps.
начало стр.51
история:
(…) мои коментарии
–…-- причина пропуска исходного текста
- осевые компрессоры-
До сегодняшнего дня я не слышал о модельных двигателях с осевым компрессором.
Но осевой компрессор заслуживает внимания. Я обдуманно упростил теорию, и обратил внимание на наиболее используемые виды. Не существует причин, почему осевой компрессор не может быть использован в модельных турбодвигателях, в чистом виде или совместно с центробежным компрессором. Производимые промышленностью малые газовые турбины обычно укомплектованы в начале осевым компрессором, и даже будучи очень маленькими этот тип компрессоров вполне способен выдавать высокую степень продуктивности. Самые маленькие осевые компрессоры (наверное из промышленных – мое уточнение) имеют диаметр около 90мм и установлены перед центробежным компрессором.
Преимущество осевого компрессора в его продуктивности совместно с малой лобовой площадью.
Давление увеличиваемое в осевой ступени компрессора обычно разделяется на равные части между лопатками ротора (рабочее колесо, далее- РК) и лопатками диффузора (спрямляющий аппарат, далее- СА). Так называемый реактивный уровень можно описать следующим уравнением:
r=Ywheel:Ystage=0,5
r – реактивный уровень ступени
Ywheel – работа проделанная РК (J/kg)
Wstage – работа проделанная ступенью вцелом (J/kg)
Из этого следует что лопатки РК и СА должны иметь одинаковый (похожий) профиль.
Воздух входит в осевой компрессор и ударяется об лопатки РК которые движутся с очень большой окружной скоростью. Лопатки спрофилированы таким образом, что бы поток двигался в направлении оси компрессора.
—тут немного теории, не очень нужной и трудно переводимой–
Из этого следует что поток замедляется внутри сетки лопаток и скорость превращается в давление.
—тут немного теории, не очень нужной и трудно переводимой—
Отклонение потока которое, составляет работу, это разница векторов скорости W1 газа относительно лопаток РК на входе и W2 на выходе из РК. Если мы рассмотрим абсолютную скорость то разныцы конечно же не будет.
—тут немного теории, не очень нужной и трудно переводимой—
Если мы рассмотрим вектор скорости W1 и W2 то очевидно что W2 меньше, т.е. вектор короче. Энергия разницы скорости была превращена в энергию давления. Теоретически работу проделанную ступенью осевого компрессора можно описать так:
Yth= U x deltaW
Что бы перевести теоретические вычесления в реальность мы умножым Yth на фактор точности изготовления M и кпд N.
–пара пояснений, для детей—
Итого получим формулу:
Y= Yth х M x N
Далее буду выкладывать по ходу перевода.
Еще немного перевел. На этом заканчиваю т.к. про компрессоры больше ничего нет.
начало стр.55 (извеняюсь, предыдущий пост. Преревод начинается со страницы 54)
история:
(…) мои коментарии
–…-- причина пропуска исходного текста
-пример расчета: ступень осевого компрессора-
сейчас мы рассчитаем характеристики самых необходимых данных, для компрессора модельного размера. Для упрощения расчетов мы будем использовать некоторые формулы используемые в полноразмерных компрессорах. Если вы хотите иметь более точные расчеты, то рекомендую почитать книги Dietzel и Bohl (знать бы еще кто такие?)
Будем считать что компрессор имеет РК диаметром 90мм а втулка имеет диаметр 70мм. Профиль лопатки РК будет таким что бы отклонение deltaW равнялось одной трети от окружной скорости. Максимальную силу ротор будет иметь на максимальных оборотах которые примем 60.000 об/мин. Эффективность и точность изготовления проймем коэффициентами 0,7 – будем оптимистами.
Все вычисления основываются на среднем диаметре лопатки РК
dm= (da + di)/2=(0,09+0,07)/2=0,08
Тогда средняя окружная скорость получится:
U=(n x dm x п)/60= (60.000 x 0.08 x 3.14) / 60 = 250 m/s
Из этого расчета отклонение в окружном направлении можно принять равным 250/3=83м/с с лопатками РК которые мы приняли. Теоретическая характеристика работы таким образом:
Yth=U x deltaW= 250 x 83=20750 м2/с2
Исходя из реалий жизни получим:
Yt=Yth x M x N=20750x0.7x0.7=10169
Мы можем вычислить коэффициент сжатия ступени.
–предложение о завимсимости теплообмена и работы и еще что то там—
Если температура входящего воздуха 15 градусов Цельсия (288 кельвина) а коэффициент сжатия примем 1.129 (совершенно непонятно откуда взята эта цифра, скорее с потолка). Увеличение давления за компрессором составит не более 0.129бар. Это означает что для достижения необходимого давления нам потребуется несколько ступеней компрессора, что бы получился мощный двигатель. В каждой ступени давление будет увеличиватся приблизительно в 1.129раза.
Полный коэффициент сжатия после n- количества ступеней:
Полное = (Пступени) в степини “n”
Поэтому нам нужно
n=ln2/ln1.129=5,7 ступеней
приймем количество равным 6 что бы получить коэффициент увеличения давления равный 2
Значительная особенность осевого компрессора это его большая продуктивность («пропускная способность» как вариант перевода). В большой степени это зависит от формы лопаток РК. Чем острее угол лопатки РК тем лучше поток воздуха. В смысле направление потока по оси компрессора. Эта составляющая воздуха остается более постоянной когда воздушный поток проходит через компрессор. Среднее значение может быть Сm = 0.6 x U. Учитывая это усредненное значение пропускная способность компрессора может быть оценена последовательностью уравнений:
–тут уравнение со страницы 57 вверху, лень переписывать—
На зло лопаткам высоту которых мы приняли равной 10мм пропускная способность очень большая. Главный вопрос – возможно ли сделать этот выд компрессора в домашних условиях. Важнее всего получится ли достичь достаточного качества для сжигания топлива и работы газовой турбины. Также важно связать компрессор с турбиной. Если верить специализированной литературе, то давление в компрессоре падает если компоненты подогнаны недолжным образом (плохо выполнены, разработаны)
Короче практичной информации - Нет. Но кое что в мозгу прояснилось.
в теории да… всё красиво… на практике… осевые компрессоры для модельной турбины это минимум 3! ступени… как раз здесь и начинается ебл… сорри, секс с практикой и настройкой аппарата…
тут была уже ссылка на голландца, который турбину с таким компрессором делает, четвёртый год делает, а до полётов так и не дошло…
как говаривал Юрий Никулин: не морочьте мне яйца!
теперь вывод:
если нужна маленькая турбина дял полётов- центробежный/радиальный компрессор
если нужна турбина для ебл… соррри, для секса с материей- осевой компрессор