Общая информация о лопаточных машинах и терминология Доцент каф. ТДЛА

университета,
Батурин Олег Витальевич

443086 г. Самара, Московское шоссе 34, комн. 336-5

Tel: (846)267-45-94
oleg.v.baturin@gmail.com

Самара 2019

за счет постоянного обтекания элементов вращающегося ротора потоком жидкости или

газа, движущегося с высокой скоростью.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТУРБОМАШИН

Работа подводится к потоку

Работа отбирается от потока

Работа расходуется на сообщение потоку импульса и повышение давления
(компрессор, вентилятор, насос)

В работу преобразуется кинетическая и потенциальная энергия потока
(турбина)

Отличительные признаки турбомашины:
Процесс протекает непрерывно
Взаимодействие осуществляется с помощью специальных элементов – лопаток

движения рабочих органов
Низкая вибрация
Высокая надежность
Простота монтажа и эксплуатации
Равномерные параметры потока

на выходе
Машинное масло не попадает в рабочее тело
Хорошее согласование с генераторами и другими турбомашинами

турбомашины неработоспособны
Меньшая степень повышения давления в одной ступени

Сравнение характеристик разных

типов компрессоров

Степень повышения давления

Частота вращения

Массовый расход

Объемный расход

Степень повышения давления

Степень повышения давления

перевозки осуществляются с помощью ГТД
Основным судовым движителем является винт

Силовые установки кораблей - паровые или газовые турбины, дизели с турбонаддувом
90% дизельных двигателей оснащены турбонаддувом
Насосы подают воду в дома, откачивают канализационные стоки
Топливо в двигатели подаются лопаточными насосами
Движение воздуха в системах охлаждения, вентиляции и кондиционирования организуется с помощью вентиляторов

Экономическая значение ТУРБОМАШИН

лопаток
Лопатки
Бандажная полка
Перо
Замок
Корытце
Спинка
Выходная кромка
Входная кромка

турбина
Радиальная турбина
Центробежный компрессор
Центробежный компрессор
Центробежный компрессор
Центробежный насос

машины
BLISK
BLING
Сравнение масс рабочих колес с разными способами крепления
Масса,%

бандажа Снижает КПД на 1…2%
Осевой компрессор
Осевые турбины
Бандажная
полка
Рабочее колесо

осевого компрессора с двухрядным бандажом

Ступень с бандажом

Ступень без бандажа

насоса
Такой вид бандажа увеличивает КПД на 1…2%
Без бандажа
с бандажом
Сравнение

лопаток Осевых турбин

Закрытые рабочие колеса

Сопряжение лопаток Осевых турбин

в кольцевом корпусе





Виды венцов:
подвижные – рабочее колесо (РК);
неподвижные – направляющий

аппарат (НА)
[для компрессора]
– сопловой аппарат (СА)
[для турбины]

Подвижные и неподвижные венцы чередуются

Полный

Порциальный

Типы лопаточных венцов

ВНА

РК

РК

НА

НА

корпусами

венца)
Выделите отдельные ступени
Сколько ступеней в компрессоре?
№1
№2
№3
№4
№5
№6
18

турбине?
№1
№2
№3
№4
1+1+4
3

Вход в РК
2 – Выход из РК
3 – выход из

НА

0 – Вход в СА
1 – Вход в РК
2 – Выход из РК

Закономерность: 1 – вход в рабочее колесо
2 – выход из рабочего колеса
Номера стандартизованы!!! Они используется для идентификации параметров

осевая турбина
Осевой компрессор и осевая турбина
Осевой и центробежный компрессор и

осевая турбина

повышает энергию потока
Необходим газ высокого давления на входе в ключевой

узел

Идеальный цикл Брайтона

p-v диаграмма

T-S диаграмма

Компрессор

Входное устройство

Камера сгорания

Турбина

Сопло

Сопло

Турбина

Камера сгорания

Входное устройство

Компрессор

турбореактивный двигатель
Турбореактивный трехконтурный двигатель (ТРДД)
Турбовальный двигатель (ТВаД)

паротурбинной установки

носителей
Как подать большую массу горючего и окислителя в камеру двигателя

за короткое время?

Параметры ступеней ракет - носителей

«полезный» объем ракет носителей

двигателях
Примеры Турбонасосных агрегатов ЖРД
Турбонасосный агрегат
Турбонасосный агрегат
Турбонасосный агрегат
Турбонасосный агрегат

агрегат двигателя НК-33
Насос окислителя двигателя НК-33

10 – 900м;
Мощность: 0,03 – 500МВт
Регулируются лопатки статора
Напор: 5 –

80м;
Мощность: 0,1 – 150МВт
Регулируются лопатки ротора

Турбина Жигулевской ГРЭС

поршневого двигателя за счет повышения плотности воздуха на входе
Механический наддув

(Привод компрессора от коленчатого вала)

Турбонаддув
(привод компрессора энергией выхлопных газов)

Турбокомпрессоры

С радиальной турбиной

С осевой турбиной

Плотность рабочего тела

ПОЧЕМУ РАСТЕТ МОЩНОСТЬ?

турбокомпрессоров
Двухступенчатый наддув
Регулирование турбины

(циркуляция рабочих тел в техпроцессах и системах охлаждения).
Нефтяная промышленность (циркуляция

рабочих тел в техпроцессах, добыча нефти)
Металлургия (подача воздуха и системы охлаждения)
Пневматические системы (источники сжатого воздуха, пневмоинструмент)
Холодильная техника (турбодетандеры)

Турбодетандер

Пневмоинструменты

Переработка нефти

Пневмостартер

(добыча и транспортировка газа)



Схема газопроводов России
ГТУ
Нагнетатель

Джовани Бранка (Италия) предложил паровую турбину
1705 - Папен (Франция) описал

центробежный водяной насос
1756 - Леонард Эйлер (Швейцария) опубликовал приложение второго закона Ньютона к турбомашинам
1791 - Джон Барбер (Англия) получил патент на первую настоящую газовую турбину
1822 - Клод Бурден (Франция) назвал свою машину турбиной
1875 - Осборн Рейнольдс (Англия) запатентовал многоступенчатый центробежный насос
1884 – Чарльз Парсонс (Англия) сделал реактивную паровую турбину
1889 - Густав Лаваль (Швеция) изобрёл активную турбину
1894 - Ч. Кертис (США) запатентовал многоступенчатую турбину
1905 - Альфред Бюши (Швейцария) запатентовал турбонаддув
1930 - Фрэнк Уиттл (Англия) запатентовал газотурбинный двигатель
1939 - Первый полет самолета с реактивным двигателем (Германия)
1944 - Серийное производство самолетов (Германия) с реактивными двигателями

комн. 336-5 Tel: (846)267-45-94
oleg.v.baturin@gmail.com