Авиадвигатели... что это за звери?
FW
.
MikVolg, о.к. всё в порядке, нет проблем.
Да, Вы были правы, прийдя к выводу, что у КС входное сечение меньше выходного. Поток рабочего тела, создаваемый компрессором ВД и турбиной ВД, создаёт перепад давлений. Как я скромно заметил чуть выше, давление перед КС выше чем за КС, это определяет направление потока.
может я чего и пропустил в этой жизни (о.к. шучу), но в КС происходит преобразование энергии содержания топлива в тепловую энергию. Ни о какой механической энергии нет и речи. Далее, эта тепловая энергия расходуются на привод турбины (может 90%), остаток идёт в выхлоп.MikVolg сказал(а):
Да, Вы были правы, прийдя к выводу, что у КС входное сечение меньше выходного. Поток рабочего тела, создаваемый компрессором ВД и турбиной ВД, создаёт перепад давлений. Как я скромно заметил чуть выше, давление перед КС выше чем за КС, это определяет направление потока.
MikVolg
РадиоТушила RL6MI
Это как?FW сказал(а):
Если можно, поясните, как тепловой энергией раскрутить турбину?FW сказал(а):
Турбина крутится механической энергией перемещающегося воздушного потока. Ну как ветряк. А вот перемещение его создаётся в результате расширения, которое создаётся в результате нагревания от факела (ну как ветер от солнца).
Вот так примерно....
Mechanic
Press F1 for help
MikVolg,
(по ошибке нажал спасибу
так получается, и на тормоз ты в машине не жмешь: жмет на педаль ботинок, точнее даже подошва его, остальная часть ботинка впустую простаивает, а в движение подошву приводит нога... ну и не нога даже... и т.п.
Это если с одной стороны подойти - чисто для демонстрации неуместности детализации. Нагрели газ, использовали нагрев в турбине, нагревали собственно только для этого.
А если с другой... все-таки, турбина - это не примитивное водяное колесо, да и в нем даже не кинетической энергией движущейся воды ведь вращается колесо. Вот, кстати, и аналогия. Турбина крутится не от импульса набегающего потока, а от потенциальной энергии горячего газа. Который расширяется и охлаждается, отдавая эту энергию.
Ну и еще, чтоб окончательно подставить себя под помидоры, но и окончательно добить - то, что в твоей фразе под турбиной - это рабочее колесо. Оно крутится да, от движения газа. Но турбина состоит не только из рабочего колеса.
MikVolg
РадиоТушила RL6MI
А от чего же?Mechanic сказал(а):
Вы можете греть турбину, либо рабочее колесо (замечание принято
) сколько угодно. Можете передавать ему бешеное количество тепловой энергии вплоть до достижения температуры плавления, но сие колесо не провернётся даже на градус. Разве что из за тепловых деформаций.Рабочее колесо ТВД преобразует линейное движение рабочего тела (газа) во вращательное движение вала. И если Вы возьмёте любой другой источник движущегося газа с любой температурой (хоть - 70 С), рабочее колесо так же будет вращаться.
Ладно, спасибо огромное за консультации, свой вопрос я уже выяснил.
FW сказал(а):
Следующий вопрос, если не надоел ещё,
Какова конструкция аэродинамического уплотнения (по моему так
) компрессора? Плюс там, я так понял ещё и регулирующий аппарат присутствует?
Экзот
Элефантерия
Да нет же. Не путайте ветряк, который вращается благодаря ветру, дующему из зоны повышенного давления в зону пониженного, и турбину ГТД. Сходство только внешнее. На турбине именно срабатывается теплоперепад, как написал "Механик". Горячий плотный газ стремится расшириться в турбине (а ветер дует обычно из холода в тепло — "Арктика — кухня погоды"). За счёт этого расширения создаётся поток, вращающий турбину. То, что у потока есть "стартовая" скорость на входе в турбину не должно сбивать с толку — это обусловлено особенностями рабочего процесса ГТД. Т.е., да, в итоге получается поток, о котором Вы говорите, но первична, всё таки, энтальпия (теплосодержание, внутренняя энергия), которая повышается за счёт именно нагрева газа.
Если имеются в виду уплотнения, не позволяющие воздуху/газу перетекать обратно, то это графитовые кольца вокруг рабочего колеса над торцами рабочих лопаток (РЛ), которые постепенно притираются этими лопатками и получается минимально возможный на практике зазор.
Подобное устройство есть и в турбине, но там графит сгорит, потому применён металл: кольцо вокруг колеса представляет из себя сотовую конструкцию из фольги; торцы сот смотрят на центр колеса. А на лопатке на торце есть острое ребро, которое врезается в соты и "прорезает" там себе "дорогу", что так же обеспечивает минимальный зазор между ротором и статором. Во всяком случае так сделано на Д-36.
Есть ещё РТКУ (радиально-торцевые контактные уплотнения) в опорах ротора, не дающие горячему воздуху\газу проникнуть в воздухо-маслянные полости двигателя.
Ой, блин, мы сейчас до таких дебрей дороемся...
Короче, РТКУ это многоступенчатая защита, состоящая из нескольких колец и вложенных стаканов, притёртых друг к другу: стальные, графитовые; плюс лабиринтные уполнения; плюс наддув некоторых опор изнутри от более "высоких" ступеней компрессора.
Есть регулируемые направляющие аппараты, которые поворачивают поток так, что к лопаткам следующей ступени компрессора поток подходит под оптимальным "углом атаки".
zloy
Старожил
MikVolg,
Я же писал, все гораздо проще (раньше даже школникам преподавали).
ВУ (входное устройство) - обеспечивает подачу в-ха в трубу (двигатель). На сверхзвуке способно сыграть роль дополнительной ступени сжатия в-ха.
Компрессор (низкого или высоко давления) - сжимает в-х, тем самым накапливая в нем запас кинетической энергии.
КС (камера сгорания) - просто подогревает сжатый воздух для увеличения запаса кинетической энергии в нем. Если по простому - сжали воздух, затем позволили ему расшириться, тем самым в-х проделает некую работу. Эту работу можна уже использовать для движения ЛА (кстати некоторый модели так и работают). Но это был бы вечный двигатель. Поэтому для преодоления различных потерь (трение, привод самого компрессора, дополнительных агрегатов) необходимо увеличить запас кинетической энергии сжатого воздуха. А как это выполнить - правильно, подогреть. Вот этим и занимается КС. Просто нагревает сжатый воздух.
Турбина - собственно паразит двигателя. Но без нее как-то тяжело вращать тот же компрессор, генераторы и др. Поэтому основная задача турбины обеспечить работу компрессора. Для нее собственно и подогревается воздух в КС.
Выходное устройство - дает дополнительный толчок для высвобождения уже накопленной кинетической энергии воздуха.
Вот в принципе и вся классика ТРД.
Как ни странно - ракета летит именно из-за этого.
Я же писал, все гораздо проще (раньше даже школникам преподавали).
ВУ (входное устройство) - обеспечивает подачу в-ха в трубу (двигатель). На сверхзвуке способно сыграть роль дополнительной ступени сжатия в-ха.
Компрессор (низкого или высоко давления) - сжимает в-х, тем самым накапливая в нем запас кинетической энергии.
КС (камера сгорания) - просто подогревает сжатый воздух для увеличения запаса кинетической энергии в нем. Если по простому - сжали воздух, затем позволили ему расшириться, тем самым в-х проделает некую работу. Эту работу можна уже использовать для движения ЛА (кстати некоторый модели так и работают). Но это был бы вечный двигатель. Поэтому для преодоления различных потерь (трение, привод самого компрессора, дополнительных агрегатов) необходимо увеличить запас кинетической энергии сжатого воздуха. А как это выполнить - правильно, подогреть. Вот этим и занимается КС. Просто нагревает сжатый воздух.
Турбина - собственно паразит двигателя. Но без нее как-то тяжело вращать тот же компрессор, генераторы и др. Поэтому основная задача турбины обеспечить работу компрессора. Для нее собственно и подогревается воздух в КС.
Выходное устройство - дает дополнительный толчок для высвобождения уже накопленной кинетической энергии воздуха.
Вот в принципе и вся классика ТРД.
Как ни странно - ракета летит именно из-за этого.
Экзот
Элефантерия
Не накапливает даже потенциальной, уважаемый коллега.
Просто сжимает. Подвод энергии осуществляется только камерой сгорания. Придание потоку осевой скорости служит исключительно интересам транспортировки воздуха в КС.Остальное верно.
Mechanic
Press F1 for help
Добавлю - а этим как раз и занимается сопловой аппарат - преобразует часть потенциальной энергии (давление+температура) в движуху, от которой крутится колесо... далее следующая ступень... пока нужное количество энергии не отберут...Это как? Если сжали, значит потенциальную энергию повысили. Собственно подвод энергии к рабочему телу начинается в компрессоре. Да, источником единственным является керосин, горящий в КС, но через турбину и компрессор эта энергия частично вкачивается в газ еще до КС.
Экзот
Элефантерия
Строго говоря — да, с т.з. теории, но движок — штука практическая. Энергия сжатого воздуха в ГТД не используется, это не воздушный шарик.
Сжимают для того, чтобы было в чём гореть большому кол-ву топлива.
Нет. Это только подготовительный процесс. Энергия накапливается только дурная — повышается температура, мешающая эффективно сжимать воздух.
А толку то? Сколько вкачали — столько же и получили обратно (это если без учёта потерь, на деле получили обратно меньше). Это я про сжатый/расширенный воздух.
Экзот
Элефантерия
Только вентилятор. Но он не компрессор. Если были ТРДД с КНД, "дующим" во второй контур, то и у них компрессор создавал тягу. И всё. Собственно, у Д-30 вентилятор сидит на одном валу с КНД — с натяжкой про него можно сказать, что компрессор создаёт часть тяги.
zloy
Старожил
Илья,
Компрессор непосредственно не создает тягу, но он принимает участие в ее создании.
Попробую еще раз: воздух сжали, подогрели и заставили его совершить некую работу при расширении. Процесс подогрева - самый важный в создании тяги (для ТРД). Самое важное достичь разницы температур на входе в КС и на ее выходе. Чем выше эта разница - тем выше КПД двигателя, а значит и прирост тяги.
Компрессор непосредственно не создает тягу, но он принимает участие в ее создании.
Попробую еще раз: воздух сжали, подогрели и заставили его совершить некую работу при расширении. Процесс подогрева - самый важный в создании тяги (для ТРД). Самое важное достичь разницы температур на входе в КС и на ее выходе. Чем выше эта разница - тем выше КПД двигателя, а значит и прирост тяги.
Экзот
Элефантерия
Воот. Посему аналогия с проколотым мячиком при обсуждении ГТД не катит.
zloy
Старожил
Пример: герметичный даллон от аэрозоля (можно даже использованный). Допустим, что внутри у него давление в-ха равно атмосферному (пустой). А теперь положим его на газовую плиту (убедительная просьба не повторять в домашних условиях). После нагрева этого баллона что произойдет? Правильно легкий макет реактивного двигателя. Воздух нагреется, энергия накопится, настанет момент когда этой энергии хватит разрушить оболочку баллона и воздух вырвется на свободу через проделанное им-же отверстие. Баллон полетит в сторону - обратную направлению выхода воздуха из него. Вот это и называется реактивным двигателем!
Экзот
Элефантерия
Нет. Не катит аналогия.
В ГТД мы и сжимаем и греем воздух. Воздуный шарик с незавязанной горловиной пригоден лишь для первого разговора о реактивном движении. И, если накачка шарика — условие достаточное для полёта шарика, то для полёта ГТД — нет: в ГТД сжатие воздуха в компрессоре лишь промежуточный процесс.
Экзот
Элефантерия
Вот именно, что на ГТД воздух сжимают только для работы КС. Если будем поминать мячик позднее первой фразы, то тогда и запутаем.
Вот это абсолютно правильный пример.
Чтобы создавать тягу и крутить турбину нужно сообщить газу определённое кол-во теплоты.
Для этого нужно определённое кол-во топлива.
Для того, чтобы топливо могло сгореть, нужно достаточное кол-во воздуха.
Воздух сжимают, чтобы большому кол-ву топлива было в чём гореть. И воздух гонят из компрессора, чтобы образовавшемуся в КС газу не было иного пути, кроме как в турбину. Но не для того, чтобы сжатым в компрессоре воздухом крутить турбину, чтобы она сжимала сама для себя воздух в компрессоре — вечного двигателя первого рода ещё не изобрели.