Статор осевой турбины

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение конструкции, назначения и основных геометрических характеристик статора осевой турбины ГТД..

Статор осевой турбины, предназначенный для установки сопловых аппаратов и подшипников, обычно состоит из нескольких наружных и внутренних корпусов.

Основное отличие статоров турбины от аналогичных узлов компрессора заключается в том, что сопловые лопатки, входящие в сопловые аппараты, не могут быть звеном, несущим нагрузки. Это объясняется высокими перепадами температур между сопловыми лопатками и корпусами.

Сопловые лопатки, собранные в решетку, образуют сопловой аппарат (СА). Основное назначение сопловых аппаратов - преобразование потенциальной энергии газов в кинетическую и закрутка потока.

Газовый поток, проходя через сопловой аппарат, нагружает его лопатки, которые передают кольцам значительные осевые и окружные силы.

Сопловые лопатки при температуру менее 1000 К выполняют неохлаждаемыми. При более высоких температурах должно применяться воздушное охлаждение.

При этом учитывается, что у сопловых лопаток допустима более высокая температура нагрева, чем у рабочих, поскольку они не нагружены центробежными силами.

Сопловые аппараты, расположенные сразу же после камеры сгорания и подверженные действию высоких температур, для обеспечения свободного теплового расширения чаще всего выполняются составными (состоящими из отдельных лопаток), а сопловые аппараты последующих ступеней многоступенчатых турбин могут выполняться литыми (неразборными).

Сопловые лопатки первой ступени турбины обычно изготавливаются прецизионным (точным) литьем из наиболее жаропрочных сплавов на никелевой (ЖС3, ЖС6-К) или на кобальтовой основе (ЛК4).

Сопловые лопатки последующих ступеней в зависимости от температуры лопаток изготавливаются или из литейных жаропрочных сплавов типа ВЛ7-45У методом прецизионного литья, или горячей штамповкой из деформируемых сплавов типа Х20Н80Т, ХН77ТЮ с последующей механической обработкой.

Поверхность стальных лопаток иногда алитируется (насыщается алюминием) для повышения жаростойкости.

Порядок выполнения работы

1. Изучить конструкции сопловых аппаратов ГТД.

2. Выполнить эскиз СА с указанием основных элементов и геометрических размеров.

3. Заполнить таблицу 5 и выполнить анализ полученных данных.

Таблица 5

Параметры соплового аппарата	Ступень №	Ступень №
Диаметры сопловой решетки, мм: наружный D внутренний d
Число лопаток СА, z
Высота лопатки СА l=(D - d )/2, мм
Хорда лопатки СА b, мм
Шаг решетки СА, мм: на наружном диаметре tн =  D /z на внутреннем диаметр tвн =  d /z на среднем диаметре tср =(tн + tвн )/2
Относительное удлинение лопатки l/b
Густота решетки на среднем радиусе b/t

Контрольные вопросы

1. Из каких основных элементов состоит статор осевой турбины ГТД?

2. Для чего предназначен сопловой аппарат?

3. В чем отличие соплового аппарата турбины от направляющего аппарата осевого компрессора?

4. Из каких материалов и каким образом изготавливают лопатки соплового аппарата?

Лабораторная работа №8