турбина

турбина
Ступень осевой турбины:1 — сопловой аппарат;2 — корпус;3 — ротор;4 — уплотнения.

Ступень осевой турбины.

турби́на газотурбинного двигателя — узел ГТД, предназначенный для преобразования энергии газа в работу на валу, затрачиваемую на привод компрессора двигателя и в зависимости от назначения ГТД, других устройств (воздушный винт, несущий винт, вспомогательные агрегаты). Применяются в основном одно- и многоступенчатые осевые Т., реже радиальные или диагональные центростремительные Т. В осевой Т. газовый поток параллелен оси вращения, в радиальной Т. — направлен вдоль радиуса. Радиальные газовые Т. применяются при относительно малых расходах газа. Ступень Т. состоит из соплового аппарата, установленного в корпусе, рабочих лопаток, закреплённых на диске ротора, и уплотняющих элементов (см. рис.).

К Т. предъявляются высокие требования по эффективности, надёжности работы, габаритам и массе. Т. работает в широком диапазоне изменения параметров газа и частоты вращения ротора. Требуется сохранение высокой эффективности Т. при изменении режимов работы. Эффективность работы Т. характеризуется тремя кпд; изоэнтропическим, равным отношению действительного теплоперепада в турбине к располагаемому изоэнтропическому теплоперепаду; эффективным, или мощностным, равным отношению получаемой механической работы к тому же изоэнтропическому теплоперепаду; кпд в параметрах заторможенного потока, равным отношению получаемой работы к изоэнтропическому теплоперепаду, определённому по параметрам заторможенного потока за турбиной. В газодинамических расчётах Т. для оценки эффективности её работы чаще всего используется последний кпд. В охлаждаемых Т. кпд определяется с учётом энергии охлаждающего воздуха (см. Коэффициент полезного действия компрессора, турбины). Для получения высоких значений кпд должны быть оптимизированы кинематические параметры ступени (степень реактивности и соотношение между окружной скоростью ротора и скоростью газового потока) и газодинамические параметры лопаточных венцов, а также сведены к минимуму потери от перетеканий газа в радиальном зазоре между лопатками ротора и корпусом Т. Уменьшение потерь в радиальном зазоре достигается применением бандажных полок с лабиринтными гребешками на концах лопаток или уменьшением зазора до минимальных значений, при которых допускается касание лопаток о корпус на некоторых режимах работы Т. в случае применения истираемых вкладышей на внутренней поверхности корпуса. Бандажирование рабочего колеса обычно производится на лопатках с относительно большим удлинением (отношение длины лопатки к её хорде). Бандажные полки используются также для снижения вибрационных напряжений, уровень которых тем больше, чем длиннее лопатки. При относительно коротких лопатках (отношение диаметра Т. к длине лопатки больше 10) важное значение имеют уменьшение радиального зазора и его сохранение на минимальном уровне на всех режимах работы Т. Для этого применяется тепловое регулирование зазора путём программного изменения температуры корпуса и ротора Т. В современной Т. достигнут высокий уровень кпд в параметрах заторможенного потока (90 и 93% для одно- и многоступенчатых Т. соответственно).

Выбор числа ступеней Т. зависит от назначения двигателя, его кинематической схемы и параметров. Для привода компрессора газогенератора используются одно- и двухступенчатые Т., для привода вентилятора при большой степени двухконтурности двигателя или воздушного винта — многоступенчатые Т. (до шести ступеней). При относительно малой степени двухконтурности для привода применяются одно- или двухступенчатые Т. Важными показателями Т. являются удельные значения мощности и массы: мощности, получаемой от 1 кг расходуемого газа, и массы конструкции Т., отнесённой к вырабатываемой мощности. Повышение температуры газа, увеличение скорости газового потока и окружной скорости ротора приводят к увеличению удельной мощности Т. и снижению её удельной массы. Температура газа достигает 1600—1700 К, окружная скорость ротора — 500 м/с, скорости газового потока в высокоперепадных одноступенчатых Т. около- или сверхзвуковые.

Высокие температуры газа в Т. освоены благодаря применению жаропрочных и жаростойких литейных сплавов и интенсивного воздушного охлаждения омываемых газом поверхностей. Дальнейшее совершенствование Т. связано с повышением температур газа, применением более жаропрочных и жаростойких материалов, включая композиционные материалы, и теплозащитных покрытий, более совершенных схем охлаждения двигателей, основанных на применении прогрессивных технологических методов изготовления лопаток, корпусов и дисков. (См. также Радиальная турбина, Рабочее колесо турбины, Ротор турбины, Сопловой аппарат турбины, Ступень компрессора турбины).

Литература:
Холщевников К. В., Теория и расчет авиационных лопаточных машин, М., 1970;
Абианц В. Х., Теория газовых турбин реактивных двигателей, 3 изд., М., 1979.

К. М. Попов.

Ступень радиальной центростремительной турбины:1 — сопловой аппарат;2 — корпус;3 — ротор;4 — уплотнения.

Ступень радиальной центростремительной турбины.


Энциклопедия «Авиация». - М.: Большая Российская Энциклопедия. . 1998.

Поможем написать реферат
Синонимы:

Полезное


Смотреть что такое "турбина" в других словарях:

  • ТУРБИНА — (фр. turbine). В механике: колесо с вертикальной осью, приводимое в движение течением воды; горизонтальное водяное колесо. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ТУРБИНА водяные двигатели, устраиваемые в… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • ТУРБИНА — ТУРБИНА, турбины, жен. (от лат. turbo вертящийся предмет) (тех.). Двигатель с вращательным движением, в котором используется энергия пара, газа или движущейся воды, преобразуемая в механическую работу. Гидравлическая турбина. Паровая турбина.… …   Толковый словарь Ушакова

  • турбина — турбинка, полукаплан Словарь русских синонимов. турбина сущ., кол во синонимов: 12 • газотурбина (1) • …   Словарь синонимов

  • ТУРБИНА — ТУРБИНА, вращающееся устройство, приводимое в движение потоком газа или жидкости. Турбины дают возможность преобразовать энергию ветра, воды, пара и других текучих сред в полезную работу. Простейший пример турбины ВОДЯНОЕ КОЛЕСО. В ранних… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • турбина — ы, ж. turbine f. < лат. turbo кружение, вращение. 1. Лопаточный двигатель, преобразующий энергию воды, пара, газа в механическую энергию. БАС 1. Машина, с лежащим водяным колесом. Даль. Тюрбины. Энц. Дельфина 1860 200. Турбины горизонтальныя… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • ТУРБИНА — ТУРБИНА, машина, с лежачим водяным колесом. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 …   Толковый словарь Даля

  • ТУРБИНА — (франц. turbine от лат. turbo вихрь, вращение с большой скоростью), первичный двигатель с вращательным движением рабочего органа ротора, преобразующий в механическую работу кинетическую энергию подводимого рабочего тела пара, газа, воды. Струя… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ТУРБИНА — ТУРБИНА, ы, жен. Двигатель, в к ром энергия пара, газа или движущейся воды преобразуется в механическую работу. Паровая, газовая, гидравлическая т. | прил. турбинный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • Турбина — Turbine первичный двигатель с вращательным движением рабочего органа (ротора с лопатками), преобразующий кинетическую энергию рабочего тела (пара, газа, воды) в механическую работу. Термины атомной энергетики. Концерн Росэнергоатом, 2010 …   Термины атомной энергетики

  • Турбина — – двигатель с вращательным движением рабочего органа (ротора), преобразующий кинетическую энергию и/или внутреннюю энергию в механическую работу при помощи подводимого рабочего тела – пара, газа, воды. Струя рабочего тела воздействует …   Нефтегазовая микроэнциклопедия

  • турбина — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN turbine A fluid acceleration machine for generating rotary mechanical power from the energy in a stream of fluid. (Source: MGH) [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?lan… …   Справочник технического переводчика

Книги

Другие книги по запросу «турбина» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»