|
12 Уменьшение относительной высоты проточной части турбины позволяет увеличить окружную скорость (работу) при заданном уровне напряжений в лопатках или при заданной работе уменьшить напряжения (рис. 1.1). При этом температура газов перед турбиной может быть увеличена благодаря снижению температуры торможения в относительном движении или увеличению допустимой температуры пера лопатки. Рис. 1.1. Связь между отношением Б Тср вых и окружной скоростью для колеса турбины при постоянных значениях параметра напряжений Кроме того, увеличение энергонасыщенности и плотности рабочего тела, как и увеличение относительных диаметральных размеров газогенератора, приводит к уменьшению высоты проточной части газовоздушного тракта двигателя. Диаметральные размеры КВД определяются ограничением по относительному втулочному диаметру на выходе Ни,,« на уровне примерно 0,9 что связано с влиянием высоты лопаток последних ступеней формаций корпуса на КПД и надежность эксплуатации. |
12 I Увеличение относительных диаметральных размеров первых ступеней турбины Б т/Ь (Эт средний диаметр рабочего колеса турбины * газогенератора на входе; Ь высота лопатки рабочего колеса на входе) позволяет при постоянных значениях параметра напряжений 8= лЕг(п/бо)2,[м2/с 2] (Рт аксиальная площадь на выходе из турбины) увеличивать окружные скорости рабочего колеса турбины газогенератора (рис.1.4), что способствует уменьшению продольных размеров « газогенератора, а также является одним из важных факторов освоения высоких температур в авиационном двигателестроении /1/. Связь между отношением От/Ь и окружной скоростью для колеса турбины при постоянных значениях параметра напряжений. ^Т.ср.’ 700 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------___________!____ 1____ _________ О 2 4 6 8 10 12 74 16 78 В т/Ь • —одноступенчатые турбины и вторые ступени двухступенчатых турбин; О—первые ступени одновальных двухступенчатых турбин ТРД и газогенераторов Рис. 1.4. + I 13 Кроме того, увеличение энергонасыщенности и плотности рабочего тела, как и увеличение относительных диаметральных размеров газогенератора, приводит к уменьшению высоты проточной части газовоздушного тракта двигателя. Это в свою очередь заставляет уменьшать относительные диаметры турбокомпрессора каскада высокого давления с тем, чтобы предотвратить чрезмерный рост потерь по причине радиальных зазоров и вторичных течений, устанавливающих свое негативное влияние по мере уменьшения высоты проточной части, то есть длины лопатки4 компрессора и турбины высокого давления. В то же время, турбина вентилятора ТРДД имеет невысокие окружные скорости, причем, с увеличением степени двухконтурности окружная скорость резко уменьшается, а, следовательно, существенно возрастает потребное число ступеней турбины вентйлятора. Таким образом, для обеспечения массовой и газодинамической эффективности лопаточных машин каскада низкого давления в ряде случаев увеличивают средний диаметр проточной части турбины вентилятора по сравнению с турбиной газогенератора. Это достигается с помощью переходного диффузорного ■Ч канала, как например, у двигателей СБ6, У2500, Р\У4000 или посредством широкого соплового аппарата первой ступени турбины вентилятора сI увеличивающимся средним диаметром, как у двигателей Б1В211, PW2037. В результате в конструкции двигателя появились специальные элементы —4 газодинамические переходники, соединяющие проточные части каскадов высокого и низкого давления как на участке сжатия рабочего тела, так и на участке его расширения (рис. 1.5). « Основная задача межтурбинного переходника это соединение * Ш проточных частей турбин низкого и высокого давления, имеющих различные диаметральные размеры. Это подтверждается статистическими данными, представленными на рисЛ.6 об относительных размерах переходного |