+7 (495) 651-67-35 :: info@cpsik.com

Поставляемое оборудование -> Газотурбинный двигатель купить (реактивный)

В общем, это все виды горючего, которые имеют способность к дисперсии. В основе конструкции установки лежит вал, в котором расположено два диска и лопатки. Один из дисков выполняет роль компрессора, а второй играет роль турбины. Между этими дисками локализуется камера для сгорания.

Механизм работы газотурбинного агрегата

Механизм функционирования газотурбинного мотора предусматривает поступление воздуха в компрессор и его последующее сжимание. Далее воздух переходит в камеру для сгорания и образует здесь воздушно-топливную смесь. На следующем этапе данная смесь воспламеняется посредством зажигательных свечей. Во время сгорания смеси осуществляется расширение газа, что обеспечивает необходимый показатель давления, направленный в область низкого сопротивления. Газовая энергия при помощи лопаток турбины передается на детали турбины. Они обеспечивают работу диска турбины с переходом крутящего момента на компрессорный диск. Контроль над интенсивностью функционирования мотора осуществляется посредством изменения уровня подачи топлива. За счет увеличения подачи топлива осуществляется генерация большего объема газов повышенного давления. Это способствует увеличению количество оборотов в составляющих частях компрессора. Благодаря этому увеличивается объем поступаемого воздуха и увеличивается давление его подачи. Это дает возможность подавать в камеру для сгорания большее количество горючего. Объем воздушно-топливной смеси зависит от того, сколько воздуха нагнетается в камеру. Увеличение объемов смеси существенно увеличивает давление в камере, что дает возможность сделать движение турбины и реактивную тягу более интенсивной.

Новые достижения в сфере газотурбинных моторов

В качестве сдерживающего фактора в газотурбинном моторе выступает качество керамики, нержавеющей стали и никеля, которые могут выдерживать высокий уровень давления и температурных показателей. Современные разработки ученых работают в том направлении, чтобы обеспечить отведение тепла от деталей турбины. Многие турбины обладают свойством рекуперации тепла выхлопных газообразных вещества, ведь если этого не сделать, то тепловая энергию будет уходить впустую. Сохранение тепла осуществляться за счет рекуператоров, которые представляют собой специальные теплообменники. Они обладают способностью передавать тепловую энергию выхлопных газов на воздух, который был сжат перед сгоранием. Цикл комбинированного типа предусматривает передачу тепла на установки газовых турбин. При комбинированном цикле отработанное тепло применяется для подогрева воды.

Обычно газотурбинный двигатель меньшего размера имеет более высокую скорость вращения вала. Это позволяет поддерживаться очень высокую скорость вращения лопаток. От максимальной скорости оборота лопаток турбины во многом зависит уровень максимально достижимого давления. Это позволяет получить наиболее высокую мощность мотора независимо от его объема. Современный реактивный газотурбинный мотор имеет скорость вращения с частотой 10 тысяч об/мин. В то же время, частота вращения микро-турбины достигает 100 тысяч об/мин.

Газотурбинный двигатель ЦПСиК

Дальнейшие разработки в области газотурбинных и авиационных моторов направлены на то, чтобы внедрять более прочные и термоустойчивые материалы. Они смогут выдерживать более высокий уровень давления и температуры. Кроме того, ученые регулярно разрабатывают новые конструкции камер сгорания и охлаждающих систем. Ведутся испытания, целью которых является уменьшение количества деталей и уменьшение двигателя в целом. Для этого существуют два направления развития газотурбинных моторов - использование альтернативных разновидностей топлива и изменение конструкции агрегата.

Газовая турбина, имеющая замкнутый цикл

Большое распространение получили газотурбинные установки, которые имеют замкнутый цикл. Здесь необходимый для работы газ циркулирует в системе, не контактируя с окружающей средой. Перед турбиной газ нагревается, а перед компрессором охлаждается. Эти процессы осуществляются в специальных теплообменниках. Благодаря применению замкнутого цикла такая газотурбинная установка дает возможность использовать любые источники тепла вплоть до охлаждаемого газом ядерного топлива. Если для получения тепла используют энергию сгорания топлива, то такой мотор получает название двигатель внешнего сгорания. В практическом машиностроении турбины внешнего сгорания применяются достаточно редко. В большинстве случаев газотурбинные установки являются двигателями с внутренним механизмом сгорания.

В агрегатах с внешним механизмом сгорания в качестве топлива может выступать хорошо истолченная биологическая масса и пылевидный уголь. Биомасса может быть представлена опилками и другими подобными материалами. Внешний механизм сжигания газа может применяться как косвенно, так и непосредственно. Прямая система сжигания газа обеспечивает прохождение продуктов сгорания топлива непосредственно через турбину. Система косвенного типа имеет тепловой обменник, благодаря которому через турбину может проходить очищенный воздух. Более низкий коэффициент полезного действия отмечается в системах с внешним механизмом сгорания косвенного типа. Преимуществом такой турбины является то, что здесь лопасти не будут разрушаться под влиянием продуктов сгорания топлива.

Виды газотурбинного двигателя

Газотурбинный мотор может быть одновальным или многовальным в зависимости от количества валов. В самом простом газотурбинном моторе имеется исключительно один вал, на котором установлена турбина. Эта турбина обеспечивает вращения компрессора и служит источником полезной мощности. Несмотря на свою простоту, одновальный газотурбинный агрегат имеет и определенные недостатки. Основной недостаток - это невозможность работать в различных режимах из-за применения только одной турбины.

Сегодня все большее распространение получает многовальный двигатель. Его структура включает определенное количество турбин, расположенных последовательно по отношению друг к другу. Каждая из этих турбин обеспечивает движение определенного вала. Первая турбина, расположенная непосредственно возле камеры, представляет собой турбину повышенного давления. Она в основном отвечает за работу компрессора двигателя. Расположенные дальше турбины могут быть использованы для выполнения внешней нагрузки, например, вращения корабельного винта или электрического генератора. Кроме того, дополнительные турбины могут применяться для обеспечения движения вспомогательных компрессоров агрегата.

Основное положительное качество многовального мотора заключается в том, что отдельная турбина может функционировать при определенных оборотах. Одновальный двигатель создает низкую приемистость агрегата, поскольку он не приспособлен к стремительной раскрутке. Одна турбина не может в полной мере обеспечить агрегат большим объемом воздуха и одновременно разгонять внешнюю нагрузку. Двухвальный газотурбинный агрегат гораздо лучше справляется с этой задачей. Такой мотор может легко выйти на необходимый режим за счет наличия облегченного ротора, который обеспечивает устройство необходимым объемом воздуха, а турбину большим объемом газа для ускорения. Кроме того, маломощный стартер в двухвальном моторе применяется для разгона при запуске ротора повышенного давления.

Газотурбинный двигатель ЦПСиК

Конструкция турбореактивного мотора

Одним из видов газотурбинного агрегата выступает мотор на воздушно-реактивной тяге. Такое устройство приспособлено для получения тяги от выхлопов или специального вентилятора туннельного тип, размещенного возле турбины газового типа. Реактивный мотор, который получает тягу от импульса и выхлопных веществ, носит название турбореактивный. Если агрегат обеспечивает создание тяги от туннельного вентилятора, то такой мотор носит называние турбовентиляторный.

После попадания в систему турбореактивного мотора поток воздуха задерживается во входном механизме, который находится перед компрессором. Все это приводит к повышению температурных показателей и увеличению уровня давления. В механизме входа происходит ускорение потока воздуха со снижением температурных показателей и уровня давления. После прохождения по ходу компрессора воздух подвергается сжиманию с увеличением уровня давления в несколько десятков раз. Параллельно нагревается воздух. Компрессоры этих моторов могут иметь центробежный и осевой механизм. Сегодня наибольшее распространение получили модели осевого типа с многоступенчатой конструкцией. В силовых агрегатах небольшого размера в настоящее время применяются компрессоры центробежного типа.

После прохождения по компрессору воздушный поток переходит в камеру, которая может быть трубчатой или кольцевой. Наибольшее распространение получили кольцевые камеры. Трубчатые модели, имеющие вид жаропрочных труб, применяются существенно реже. Обычно их применяют в военной авиационной промышленности. При попадании в камеру происходит распределение воздуха на три фракции. Первая фракция переходит в камеру через отверстие в переднем сегменте. В его центральной части располагается фланец для закрепления форсунки. Этот объем воздуха принимает участие в процессе сгорания горючего и из него формируется воздушно-горючая смесь. Вторая фракция воздуха переходит в камеру посредством соединений в жароустойчивой трубе. Он обеспечивает необходимое охлаждение и принимает участие в процессе сгорания. Функция третей фракции воздуха, который задерживается в камере на самом выходе, заключается в выравнивании температурного поля.

После прохождения через камеру смесь воздуха и газа проходит этап расширения, а часть ее энергии трансформируется в турбине в физическое движение при помощи рабочих лопаток. Эту энергию мотор расходует на функционирование компрессора и важных деталей мотора (топливных насосов, электрических генераторов и так далее). Большая часть энергии от расширенной смеси применяется для повышения скорости газового потока в области сопла и для выработки тяги реактивного типа. Считается, что чем более высокой является температура сгорания смеси, тем более высоким является коэффициент полезной работы мотора. Для того чтобы обеспечить безопасность функционирования двигателя и предупредить разрушение компонентов мотора, в производстве газотурбинных агрегатов используются жароустойчивые сплавы и покрытия с термоустойчивыми характеристиками. Кроме того, для сохранения целостности деталей используется установка охлаждения воздуха, который берется из компрессора на средней ступени.

Газотурбинный двигатель ЦПСиК

Турбореактивный агрегат, имеющий форсажную камеру

Турбореактивный мотор с камерой для форсажа является одной из разновидностей традиционного газотурбинного агрегата. Ее применяют первоначально на сверхзвуковых самолетах. Отличительной особенностью такого мотора является наличие вспомогательной камеры форсажа, которую устанавливают между областью сопла и турбиной. В ней происходит сжигание дополнительного объема горючего. За счет форсажной камеры обеспечивается существенное повышение тяги до 45-50%. Однако, это приводит к существенному повышению расхода горючего. На коммерческих самолетах моторы с системой форсажа практически не применяются, что объясняется их высоким расходом топлива.

Турбовинтовой мотор

Главную тягу турбовинтового мотора обеспечивает воздушный винт, который соединяется с турбокомпрессорным валом посредством редуктора. Здесь применяется турбина, имеющая увеличенное количество ступеней. Благодаря подобной турбине в моторе происходит практически полное расширение газа. Поэтому, только 10-20% общей тяги обеспечивается посредством струи газа. Турбовинтовые моторы отличается высокой экономичностью, особенно на низких скоростях полета. Поэтому они активно используются для грузовой авиации, где самолеты имеют большую грузоподъемность и могут выполнять длительные перелеты. Как правило, крейсерская скорость при использовании турбовинтового двигателя достигает 700-750 км/ч.

Турбовальный мотор

Турбовальная установка преимущественно оснащается свободной турбиной, которая разделяется на два механических компонента без соединения между собой. Две составляющие турбины контактируют друг с другом исключительно посредством газодинамического способа. Поток газообразных веществ обеспечивает вращение первой турбины, передавая определенную мощность для движения компрессора. Далее осуществляется вращение второй турбины, обеспечивающей функционирование важных агрегатов. В турбовальном моторе нет сопла, что является характерной особенностью этого мотора. Выходной механизм, использующийся для продуктов сгорания, не считается соплом и не образует тяги.

Вал на выходе турбовального мотора, с которого берется мощность установки, направляется назад посредством канала выходного механизма. Кроме того, выходной вал могут установить с ориентиром назад через турбокомпрессорный вал полой конструкции и редуктор, расположенный с внешней стороны корпуса. Редуктор является важной частью любого турбовального мотора. Интенсивность вращения турбокомпрессорных деталей настолько большая, что ее невозможно передать на рабочие агрегаты напрямую. На такой большой скорости агрегаты не могут нормально функционировать и станут разрушаться. Между свободно расположенной турбинной установкой и агрегатом устанавливается редуктор, который снижает скорость работы приводного вала. Турбовальный агрегат может иметь как осевой, так и центробежный тип компрессора. В современных условиях компрессор может иметь смешанную конструкцию, где есть детали осевого и центробежного типа. Остальные параметры функционирования мотора находятся на том же уровне, как и в традиционном газотурбинном агрегате. Турбовальный мотор преимущественно устанавливают на авиации, в основном на вертолетной технике. В такой ситуации полезную нагрузку выполняет ведущий вертолетный винт. В качестве примера можно представить современные грузовые вертолеты.

Вспомогательное силовое оборудование с газотурбинным мотором

Дополнительное силовое оборудование представлено газотурбинным агрегатом, который выступает в качестве автономного энергетического источника на борту. Самый простые силовые установки способны производить сжатый воздух, получаемый от турбинного компрессора. Этот воздух применяется для запуска моторов маршевого типа, а также для обеспечения работы аппаратов кондиционирования. Существуют и более сложные вспомогательные силовые установки, которые кроме сжатого воздуха способны выдавать электрический ток на борту. Кроме того, эти продвинутые системы обладают приводом для гидравлических насосов. По сути, сложные вспомогательные силовые установки представляют собой автономный энергетический узел, который обеспечивает нормальную работу бортовых систем самолета без включения основных моторов. Эти системы позволяют самолету функционировать без наземных источников электроэнергии.

Турбостартер

Турбостартер является одной из составляющих частей газотурбинного двигателя, которая используется для его раскрутки во время запуска. По своей сути это турбовальный двигатель небольшого размера, который отличается наличием свободной турбины для раскрутки ротора во время запуска. Такие турбостартеры на моторы для самолетов различного предназначения.

Судовые газотурбинные двигатели

Эти агрегаты в виде турбовальных газотурбинных моторов устанавливаются в основном на корабли с подводными крыльями. Здесь гребной винт обеспечивает движение турбовального двигателя при помощи редуктора или электрогенератора. Также газотурбинные агрегаты широко применяются для судов на воздушной подушке и носят название газотурбоходы.

Газотурбинные моторы для железнодорожного транспорта

Газотурбинный двигатель может быть установлен на локомотивы, которые носят название газотурбовозы. Это одна из разновидностей тепловоза. В этих машинах газотурбинный мотор приводит в движение электрический генератор, а тот в свою очередь вырабатывает ток, необходимый для движения локомотива. Однако, газотурбовозы не выдержали конкуренцию с электровозами и были выведены из эксплуатации. В 2007 году начались разработку нового локомотива с газотурбинным мотором, который будет работать на сжиженном газе.

Форма обратной связи
Message has been sent! x

Агрегаты | Агрегаты турбодетандерные установки | Двигатели ГТД и ГТУ | Улитки шахт выхлопа | Клапаны КВОУ | Воздухоочистительные клапаны | Утилизационные теплообменники | Оборудования компрессорных станций | Модернизированная электростанция | Системы промывки двигателей | Компрессорные станции и установки | Газотурбинный двигатель купить