RU2263825C2 - Компрессор газотурбинного двигателя - Google Patents
Компрессор газотурбинного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2263825C2 RU2263825C2 RU2004102978/06A RU2004102978A RU2263825C2 RU 2263825 C2 RU2263825 C2 RU 2263825C2 RU 2004102978/06 A RU2004102978/06 A RU 2004102978/06A RU 2004102978 A RU2004102978 A RU 2004102978A RU 2263825 C2 RU2263825 C2 RU 2263825C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressor
- diameter
- bushing
- inlet
- sleeve
- Prior art date
Links
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к компрессорам газотурбинных двигателей, в том числе наземного применения, полученных путем конверсии авиационных двигателей, и позволяет повысить надежность и запасы газодинамической устойчивости, а также снизить стоимость создания высоконапорного компрессора за счет унификации и конверсии путем добавления спереди ступеней с максимальным использованием базовых деталей при обеспечении высокого к.п.д. В компрессоре газотурбинного двигателя, включающем входной направляющий аппарат, рабочие колеса и направляющие аппараты ступеней компрессора, размещенные в проточной части, согласно изобретению рабочее колесо по меньшей мере первой ступени компрессора содержит конусную втулку с увеличивающимся по течению воздуха диаметром, а входной направляющий аппарат и направляющий аппарат по меньшей мере первой ступени компрессора содержат конусные втулки с уменьшающимся по течению воздуха диаметром, при этом D/d=0,9-0,99, D1/d1=1,01-1,1, где D - диаметр втулки рабочего колеса на его входе; D1 - диаметр втулки направляющего аппарата на его входе; d - диаметр втулки рабочего колеса компрессора на его выходе; d1 - диаметр втулки направляющего аппарата на его выходе, а углы наклона образующих конусной поверхности втулок к оси компрессора составляют 1-6°. 1 ил.
Description
Изобретение относится к компрессорам газотурбинных двигателей, в том числе наземного применения, полученных путем конверсии авиационных двигателей.
Использование компрессора авиационного двигателя для создания газотурбинной установки наземного применения позволяет резко сократить сроки и стоимость создания такой установки, так как компрессоры современных авиационных двигателей обладают высоким ресурсом и к.п.д. Таким примером может служить создание газоперекачивающей установки ГТУ-12П мощностью 12 МВт на базе компрессора высокого давления современного авиационного двигателя ПС-90А. Однако для газоперекачивающих станций нужны газоперекачивающие установки различной мощности, в том числе и 16 МВт.
Для создания такой установки необходимо либо смоделировать компрессор с установки мощностью 12 МВт, т.е. выполнить все детали с новой геометрией, либо добавить к существующему компрессору спереди еще одну ступень, увеличив таким образом расход воздуха через компрессор и мощность установки до 16 МВт. Однако добавка высоконапорной ступени на входе в компрессор является сложной научно-технической задачей, в том числе из-за появления срывных течений у втулки компрессора.
Известна конструкция компрессора газотурбинного двигателя, проточная часть которого выполнена с постоянным наружным диаметром [1]. Недостатком такой конструкции является ее низкая надежность из-за сложности размещения опоры подшипника на входе в компрессор, так как первые ступени компрессора имеют малый внутренний диаметр втулки.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является компрессор газотурбинного двигателя, проточная часть которого выполнена с постоянным диаметром втулки [2].
Однако такая конструкция не обеспечивает высокого к.п.д. первых рабочих колес компрессора, особенно высоконапорных, из-за срывных явлений, возникающих в этих ступенях.
Техническая задача, которую решает изобретение, заключается в повышении надежности и запасов газодинамической устойчивости, а также в снижении стоимости создания высоконапорного компрессора за счет унификации и конверсии путем добавления спереди ступеней с максимальным использованием базовых деталей при обеспечении высокого к.п.д.
Сущность изобретения заключается в том, что в компрессоре газотурбинного двигателя, включающем входной направляющий аппарат, рабочие колеса и направляющие аппараты ступеней компрессора, размещенные в проточной части, согласно изобретению рабочее колесо по меньшей мере первой ступени компрессора содержит конусную втулку с увеличивающимся по течению воздуха диаметром, а входной направляющий аппарат и направляющий аппарат по меньшей мере первой ступени компрессора содержит конусные втулки с уменьшающимся по течению воздуха диаметром, при этом D/d=0,9-0,99, D1/d1=1,01-1,1, где
D - диаметр втулки рабочего колеса на его входе;
D1 - диаметр втулки направляющего аппарата на его входе;
d - диаметр втулки рабочего колеса компрессора на его выходе;
d1 - диаметр втулки направляющего аппарата на его выходе,
а углы наклона образующих конусной поверхности втулок к оси компрессора составляют 1-6°.
Первые ступени компрессора выполнены высоконапорными, поэтому для получения высоких к.п.д. и запасов газодинамической устойчивости в проточной части должны отсутствовать срывные явления.
Выполнение втулок направляющих аппаратов и рабочих колес конусными делает проточную часть по внутреннему диаметру зигзагообразной. Втулки рабочих колес первых ступеней компрессора выполняют с увеличивающимся по потоку воздуха диаметром (с поджатием), это позволяет эффективно «поджимать» воздух и предотвращать срыв потока.
В направляющих аппаратах воздух тормозится, и выполнение втулки направляющих аппаратов с уменьшающимся по потоку воздуха диаметром и с малыми углами раскрытия позволяет работать в области, где срывные явления еще отсутствуют.
Зигзагообразная проточная часть для первых ступеней компрессора в среднем остается с постоянным внутренним диаметром, что позволяет сохранить подшипник и окружающие его детали при добавке ступеней на входе в компрессор.
При соотношении диаметров по втулке детали и базового колеса D/d<0,9 могут возникнуть срывные явления в последующем за рабочим колесом направляющем аппарате, при D/d>0,99 могут возникнуть срывные явления по втулке рабочего колеса.
При соотношении диаметров по втулке направляющего аппарата D1/d1<1,01 могут также возникнуть срывные явления по втулке добавленного рабочего колеса, установленного за направляющим аппаратом. В случае, когда D1/d1>1,1, могут возникнуть срывные явления по втулке направляющего аппарата.
При α<1° возможно снижение напорности во втулочных сечениях рабочего колеса и к.п.д. компрессора, а при α>6° - снижение к.п.д. компрессора из-за возникновения срывных явлений по втулке последующего за рабочим колесом направляющего аппарата.
В случае если α1<1°, снижается напорность во втулочных сечениях впереди стоящего рабочего колеса и к.п.д. компрессора, а при α1>6° понижаются запасы газодинамической устойчивости компрессора из-за возникновения срывных явлений по втулочным сечениям направляющих аппаратов.
На чертеже показан продольный разрез компрессора газотурбинного двигателя.
Компрессор 1 газотурбинного двигателя состоит из ротора 2 с рабочими колесами первой 3 и второй 4 ступеней и статора 5 с входным направляющим аппаратом 7 первой ступени. Ротор 2 установлен в подшипнике 8, закрепленном в статоре 5.
Конусные втулки 9 рабочих колес 3 и 4 выполнены с увеличивающимся диаметром по потоку воздуха 10 в проточной части 11 компрессора. Конусные втулки 12 направляющих аппаратов 6 и 7 выполнены с уменьшающимся диаметром по потоку воздуха 10. Угол наклона α и α1 образующих конусных поверхностей втулок 9 к оси компрессора составляет 1-6°.
Работает данное устройство следующим образом.
При работе компрессора 1 воздух 10, протекая по проточной части 11 компрессора 1, поджимается в ступенях компрессора, плавно проходя вдоль поверхностей конусных втулок 9 и 12 без отрыва потока воздуха, и сжимается до заданных параметров.
Одновременно при такой геометрии втулок 9 и 12 рабочих колес 3, 4 и направляющих аппаратов 6, 7 уменьшаются проблемы с размещением подшипника 8 и окружающей его масляной полости, так проточная часть такого компрессора остается для первых ступеней в среднем с постоянным внутренним диаметром (с постоянным диаметром втулок).
Такое конструктивное решение позволяет проводить конверсию авиационных высоконапорных компрессором, в том числе с увеличением степени сжатия и расхода сжимаемого воздуха для наземных газотурбинных установок путем добавки на входе компрессора дополнительных рабочих колес и направляющих аппаратов, что позволяет с минимальными затратами создавать газотурбинные установки различной мощности.
Источники информации
1. С.А.Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1981, стр.57, рис.3.7а.
2. С.А.Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1981, стр.57, рис.3.7в.
Claims (1)
- Компрессор газотурбинного двигателя, включающий входной направляющий аппарат, рабочие колеса и направляющие аппараты ступеней компрессора, размещенные в проточной части, отличающийся тем, что рабочее колесо, по меньшей мере, первой ступени компрессора содержит конусную втулку с увеличивающимся по течению воздуха диаметром, а входной направляющий аппарат и направляющий аппарат, по меньшей мере, первой ступени компрессора содержат конусные втулки с уменьшающимся по течению воздуха диаметром, при этом D/d=0,9-0,99, D1/d1=1,01-1,1, где D - диаметр втулки рабочего колеса на его входе; D1 - диаметр втулки направляющего аппарата на его входе; d - диаметр втулки рабочего колеса компрессора на его выходе; d1 - диаметр втулки направляющего аппарата на его выходе, а углы наклона образующих конусной поверхности втулок к оси компрессора составляют 1-6°.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004102978/06A RU2263825C2 (ru) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | Компрессор газотурбинного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004102978/06A RU2263825C2 (ru) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | Компрессор газотурбинного двигателя |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004102978A RU2004102978A (ru) | 2005-07-10 |
RU2263825C2 true RU2263825C2 (ru) | 2005-11-10 |
Family
ID=35837949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004102978/06A RU2263825C2 (ru) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | Компрессор газотурбинного двигателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2263825C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2472042C2 (ru) * | 2007-01-25 | 2013-01-10 | Снекма | Структурная или неструктурная соединительная стойка картера компрессора турбореактивного двигателя, промежуточный картер турбореактивного двигателя и турбореактивный двигатель |
-
2004
- 2004-02-02 RU RU2004102978/06A patent/RU2263825C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
С.А.ВЬЮНОВ. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей, Москва, Машиностроение, 1981, с.57, рис.3,7в. ТАМ ЖЕ, с.57, рис.3.7а. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2472042C2 (ru) * | 2007-01-25 | 2013-01-10 | Снекма | Структурная или неструктурная соединительная стойка картера компрессора турбореактивного двигателя, промежуточный картер турбореактивного двигателя и турбореактивный двигатель |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004102978A (ru) | 2005-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9458863B2 (en) | Turbomachine with mixed-flow stage and method | |
KR100588824B1 (ko) | 저속 고압 비율의 터보과급기 | |
US5755554A (en) | Multistage pumps and compressors | |
US7736126B2 (en) | Wide flow compressor with diffuser bypass | |
RU2565649C2 (ru) | Многоступенчатый компрессор, способ изготовления компрессора и ротационная установка | |
DE60301135D1 (de) | Blutpumpe mit axialem und radialem durchfluss und mit doppeltem eingang | |
EP2138724A3 (en) | Centrifugal compressor having vaneless diffuser and vaneless diffuser thereof | |
EP3092413A1 (en) | Centrifugal compressor impeller with non-linear blade leading edge and associated design method | |
US20040020203A1 (en) | High-pressure ratio turbocharger | |
NO20120908A1 (no) | Flerfase trykkforsterkningspumpe | |
WO2015063027A1 (en) | Centrifugal compressor impeller with blades having an s-shaped trailing edge | |
WO2019160550A1 (en) | Centrifugal compressor achieving high pressure ratio | |
RU2263825C2 (ru) | Компрессор газотурбинного двигателя | |
US7150600B1 (en) | Downhole turbomachines for handling two-phase flow | |
US20040237523A1 (en) | High-pressure ratio turbocharger | |
US20170074280A1 (en) | Counter-rotating compressor | |
CN201090516Y (zh) | 中开单吸多级导叶式离心泵 | |
JP2007177737A (ja) | 遠心圧縮機 | |
US11781556B2 (en) | High energy density turbomachines | |
KR100339550B1 (ko) | 터보 압축기의 디퓨져 구조 | |
CN1186534C (zh) | 一种新型轴流式流体压缩装置 | |
RU2179646C2 (ru) | Газотурбинная установка | |
CN220118339U (zh) | 一种紧凑型卧式端吸多级离心泵 | |
US12006941B2 (en) | Compressor with a system for removing liquid from the compressor | |
Watanabe | Prediction of flow phenomena, performance and thrust forces of three-stage pump by using URANS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20101007 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20101007 Effective date: 20110826 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |