Kukupa ufahamu wa kina wa muundo, kanuni ya kazi, faida na hasara za compressors axial mtiririko.
Maarifa kuhusu compressors axial
Compressors ya mtiririko wa axial na compressors ya centrifugal zote mbili ni za compressors za aina ya kasi, na zote mbili huitwa compressors za turbine;maana ya compressors ya aina ya kasi ina maana kwamba kanuni zao za kazi zinategemea vile vile kufanya kazi kwenye gesi, na kwanza kufanya mtiririko wa gesi Kasi ya mtiririko huongezwa sana kabla ya kubadilisha nishati ya kinetic kwenye nishati ya shinikizo.Ikilinganishwa na compressor ya centrifugal, kwa kuwa mtiririko wa gesi kwenye compressor hauko kwenye mwelekeo wa radial, lakini kwa mwelekeo wa axial, kipengele kikubwa cha compressor ya axial ni kwamba uwezo wa mtiririko wa gesi kwa eneo la kitengo ni kubwa, na ni sawa. Chini ya msingi wa kiasi cha gesi ya usindikaji, mwelekeo wa radial ni ndogo, hasa inafaa kwa matukio yanayohitaji mtiririko mkubwa.Kwa kuongeza, compressor ya mtiririko wa axial pia ina faida za muundo rahisi, uendeshaji rahisi na matengenezo.Hata hivyo, ni wazi kuwa ni duni kwa compressors centrifugal katika suala la wasifu tata blade, mahitaji ya juu ya mchakato wa utengenezaji, eneo finyu imara kazi, na ndogo marekebisho mbalimbali kati yake kwa kasi ya mara kwa mara.
Takwimu ifuatayo ni mchoro wa muundo wa compressor ya mtiririko wa axial ya AV:
1. Chassis
Casing ya compressor ya mtiririko wa axial imeundwa kugawanyika kwa usawa na inafanywa kwa chuma cha kutupwa (chuma).Ina sifa ya rigidity nzuri, hakuna deformation, ngozi kelele na kupunguza vibration.Kaza na bolts ili kuunganisha nusu ya juu na ya chini kuwa nzima ngumu sana.
Casing inasaidiwa kwenye msingi kwa pointi nne, na pointi nne za usaidizi zimewekwa pande zote mbili za casing ya chini karibu na uso wa mgawanyiko wa kati, ili usaidizi wa kitengo uwe na utulivu mzuri.Mbili kati ya pointi nne za usaidizi ni pointi zisizobadilika, na nyingine mbili ni pointi za kuteleza.Sehemu ya chini ya casing pia hutolewa na funguo mbili za mwongozo kando ya mwelekeo wa axial, ambayo hutumiwa kwa upanuzi wa joto wa kitengo wakati wa operesheni.
Kwa vitengo vikubwa, hatua ya usaidizi wa sliding inasaidiwa na bracket ya swing, na vifaa maalum hutumiwa kufanya upanuzi wa joto mdogo na kupunguza mabadiliko ya urefu wa kituo cha kitengo.Kwa kuongeza, msaada wa kati umewekwa ili kuongeza rigidity ya kitengo.
2. Silinda ya kuzaa Vane tuli
Silinda yenye kuzaa Vane isiyosimama ni silinda ya usaidizi kwa vani zinazoweza kurekebishwa za compressor.Imeundwa kama mgawanyiko wa usawa.Ukubwa wa kijiometri imedhamiriwa na muundo wa aerodynamic, ambayo ni maudhui ya msingi ya muundo wa muundo wa compressor.Pete ya kuingiza inalingana na mwisho wa ulaji wa silinda ya kuzaa ya vane iliyosimama, na kisambazaji kinalingana na mwisho wa kutolea nje.Wao huunganishwa kwa mtiririko huo na casing na sleeve ya kuziba ili kuunda kifungu cha kuunganisha cha mwisho wa ulaji na kifungu cha upanuzi wa mwisho wa kutolea nje.Mfereji na chaneli inayoundwa na rota na silinda yenye kuzaa vane imeunganishwa ili kuunda mkondo kamili wa mtiririko wa hewa wa compressor ya axial.
Mwili wa silinda ya silinda inayobeba vane iliyosimama imetupwa kutoka kwa chuma cha kupitishia mabomba na umechangiwa kwa usahihi.Ncha mbili zinaungwa mkono kwa mtiririko huo kwenye casing, mwisho karibu na upande wa kutolea nje ni msaada wa kupiga sliding, na mwisho karibu na upande wa ulaji wa hewa ni msaada uliowekwa.
Kuna vani za mwongozo zinazoweza kuzungushwa katika viwango mbalimbali na fani za kiotomatiki, cranks, vitelezi, n.k. kwa kila vani ya mwongozo kwenye silinda inayobeba vane.Kuzaa kwa jani la stationary ni kuzaa kwa wino wa spherical na athari nzuri ya kujipaka yenyewe, na maisha yake ya huduma ni zaidi ya miaka 25, ambayo ni salama na ya kuaminika.Pete ya silikoni ya kuziba imewekwa kwenye bua ili kuzuia kuvuja kwa gesi na kuingia kwa vumbi.Vipande vya kuziba vya kujaza hutolewa kwenye mduara wa nje wa mwisho wa kutolea nje wa silinda ya kuzaa na usaidizi wa casing ili kuzuia kuvuja.
3. Silinda ya kurekebisha na utaratibu wa kurekebisha vane
Silinda ya marekebisho ni svetsade na sahani za chuma, kupasuliwa kwa usawa, na uso wa mgawanyiko wa kati unaunganishwa na bolts, ambayo ina rigidity ya juu.Inasaidiwa ndani ya casing kwa pointi nne, na fani nne za usaidizi zinafanywa kwa chuma kisicho na lubricated "Du".Pointi mbili kwa upande mmoja zimefungwa kwa nusu, kuruhusu harakati za axial;pointi mbili kwa upande mwingine zinatengenezwa Aina hiyo inaruhusu upanuzi wa joto wa axial na radial, na pete za mwongozo za hatua mbalimbali za vanes zimewekwa ndani ya silinda ya kurekebisha.
Utaratibu wa kurekebisha blade ya stator unajumuisha motor servo, sahani ya kuunganisha, silinda ya marekebisho na silinda ya msaada wa blade.Kazi yake ni kurekebisha angle ya vile vya stator katika ngazi zote za compressor ili kukidhi hali ya kazi ya kutofautiana.Motors mbili za servo zimewekwa kwenye pande zote za compressor na zimeunganishwa na silinda ya kurekebisha kupitia sahani ya kuunganisha.Injini ya servo, kituo cha mafuta cha nguvu, bomba la mafuta, na seti ya vyombo vya kudhibiti kiotomatiki huunda utaratibu wa servo wa majimaji ya kurekebisha angle ya vane.Wakati mafuta ya 130bar ya shinikizo la juu kutoka kwa kituo cha mafuta ya nguvu hufanya kazi, pistoni ya motor ya servo inasukumwa ili kusonga, na sahani ya kuunganisha huendesha silinda ya kurekebisha ili kusonga kwa usawa katika mwelekeo wa axial, na slider huendesha vane ya stator ili kuzunguka. kupitia crank, ili kufikia madhumuni ya kurekebisha angle ya vane ya stator.Inaweza kuonekana kutoka kwa mahitaji ya muundo wa aerodynamic kwamba kiasi cha marekebisho ya angle ya vane ya kila hatua ya compressor ni tofauti, na kwa ujumla kiasi cha marekebisho hupungua mfululizo kutoka hatua ya kwanza hadi hatua ya mwisho, ambayo inaweza kupatikana kwa kuchagua urefu. ya crank, yaani, kutoka hatua ya kwanza hadi hatua ya mwisho kuongezeka kwa urefu.
Silinda ya kurekebisha pia inaitwa "silinda ya kati" kwa sababu imewekwa kati ya casing na blade kuzaa silinda, wakati casing na blade kuzaa silinda inaitwa "nje silinda" na "ndani silinda" kwa mtiririko huo.Muundo huu wa silinda ya safu tatu hupunguza sana deformation na mkusanyiko wa mkazo wa kitengo kutokana na upanuzi wa joto, na wakati huo huo huzuia utaratibu wa marekebisho kutoka kwa vumbi na uharibifu wa mitambo unaosababishwa na mambo ya nje.
4. rotor na vile
Rotor inaundwa na shimoni kuu, visu vya kusonga katika ngazi zote, vitalu vya spacer, vikundi vya kufunga blade, vile vya nyuki, nk Rotor ni ya muundo sawa wa kipenyo cha ndani, ambayo ni rahisi kwa usindikaji.
Spindle imetengenezwa kutoka kwa chuma cha aloi ya juu.Mchanganyiko wa kemikali wa nyenzo kuu ya shimoni inahitaji kupimwa na kuchambuliwa madhubuti, na index ya utendaji inachunguzwa na kizuizi cha mtihani.Baada ya machining mbaya, mtihani wa kukimbia moto unahitajika ili kuthibitisha utulivu wake wa joto na kuondoa sehemu ya dhiki iliyobaki.Baada ya viashiria hapo juu kuhitimu, inaweza kuwekwa katika kumaliza machining.Baada ya kumaliza kumaliza, ukaguzi wa rangi au ukaguzi wa chembe za sumaku unahitajika kwenye majarida kwenye ncha zote mbili, na nyufa haziruhusiwi.
Vipande vya kusonga na vile vilivyosimama vinatengenezwa kwa chuma cha pua cha kutengeneza tupu, na malighafi zinahitajika kukaguliwa kwa utungaji wa kemikali, mali ya mitambo, inclusions zisizo za metali za slag na nyufa.Baada ya blade kusafishwa, mchanga wa mchanga unafanywa ili kuongeza upinzani wa uchovu wa uso.Laini ya kutengeneza inahitaji kupima mzunguko, na ikiwa ni lazima, inahitaji kutengeneza mzunguko.
Visu vinavyosogea vya kila hatua vimewekwa kwenye shimo la mizizi ya blade inayozunguka wima yenye umbo la mti kando ya mwelekeo wa mzunguko, na vitalu vya spacer hutumiwa kuweka vile vile viwili, na vitalu vya spacer vya kufunga hutumiwa kuweka na kufunga vile vile viwili vinavyosogea. imewekwa mwishoni mwa kila hatua.tight.
Kuna diski mbili za usawa zilizochakatwa kwenye ncha zote mbili za gurudumu, na ni rahisi kusawazisha uzani katika ndege mbili.Bamba la kusawazisha na sleeve ya kuziba huunda bastola ya mizani, ambayo hufanya kazi kupitia bomba la kusawazisha kusawazisha sehemu ya nguvu ya axia inayotokana na nyumatiki, kupunguza mzigo kwenye fani ya msukumo, na kufanya fani katika mazingira salama.
5. Tezi
Kuna sleeves za muhuri wa mwisho wa shimoni kwenye upande wa ulaji na upande wa kutolea nje wa compressor kwa mtiririko huo, na sahani za muhuri zilizowekwa katika sehemu zinazofanana za rotor huunda muhuri wa labyrinth ili kuzuia kuvuja kwa gesi na kufuta ndani.Ili kuwezesha ufungaji na matengenezo, inarekebishwa kwa njia ya kuzuia marekebisho kwenye mzunguko wa nje wa sleeve ya kuziba.
6. Sanduku la kuzaa
Vipande vya radial na fani za kusukuma hupangwa kwenye sanduku la kuzaa, na mafuta ya kulainisha fani hukusanywa kutoka kwenye sanduku la kuzaa na kurudi kwenye tank ya mafuta.Kawaida, chini ya sanduku ina vifaa vya mwongozo (wakati wa kuunganishwa), ambayo inashirikiana na msingi kufanya kituo cha kitengo na kupanua kwa joto katika mwelekeo wa axial.Kwa nyumba ya kuzaa iliyogawanyika, funguo tatu za mwongozo zimewekwa chini ya upande ili kuwezesha upanuzi wa joto wa nyumba.Kitufe cha mwongozo wa axial pia hupangwa kwa upande mmoja wa casing ili kufanana na casing.Sanduku la kuzaa lina vifaa vya ufuatiliaji kama vile kipimo cha joto cha kuzaa, kipimo cha mtetemo wa rota, na kipimo cha uhamishaji wa shimoni.
7. kuzaa
Msukumo mwingi wa axial wa rota hubebwa na bamba la usawa, na msukumo wa axial uliobaki wa takriban 20 ~ 40kN unabebwa na msukumo.Pedi za kusukuma zinaweza kubadilishwa kiotomatiki kulingana na saizi ya mzigo ili kuhakikisha kuwa mzigo kwenye kila pedi unasambazwa sawasawa.Pedi za kutia zimetengenezwa kwa aloi ya Babbitt ya chuma cha kaboni.
Kuna aina mbili za fani za radial.Compressors yenye nguvu ya juu na kasi ya chini hutumia fani za mviringo, na compressors yenye nguvu ya chini na kasi ya juu hutumia fani za pedi zinazopinda.
Vitengo vya kiwango kikubwa kwa ujumla huwa na vifaa vya shinikizo la juu kwa urahisi wa kuanza.Pampu ya shinikizo la juu hutoa shinikizo la juu la 80MPa kwa muda mfupi, na bwawa la mafuta ya shinikizo la juu limewekwa chini ya fani ya radial ili kuinua rotor na kupunguza upinzani wa kuanzia.Baada ya kuanza, shinikizo la mafuta hupungua hadi 5 ~ 15MPa.
Compressor ya mtiririko wa axial hufanya kazi chini ya hali ya kubuni.Wakati hali ya uendeshaji inabadilika, hatua yake ya uendeshaji itaondoka kwenye hatua ya kubuni na kuingia eneo la hali ya uendeshaji isiyo ya kubuni.Kwa wakati huu, hali halisi ya mtiririko wa hewa ni tofauti na hali ya uendeshaji wa kubuni., na chini ya hali fulani, hali ya mtiririko usio na utulivu hutokea.Kwa mtazamo wa sasa, kuna hali kadhaa za kawaida za kufanya kazi zisizo na utulivu: yaani, hali ya kufanya kazi ya duka inayozunguka, hali ya kazi ya kuongezeka na kuzuia hali ya kufanya kazi, na hali hizi tatu za kazi ni za hali ya kazi isiyobadilika ya aerodynamic.
Wakati compressor ya mtiririko wa axial inafanya kazi chini ya hali hizi zisizo imara za kazi, sio tu utendaji wa kazi utaharibika sana, lakini wakati mwingine vibrations kali itatokea, hivyo kwamba mashine haiwezi kufanya kazi kwa kawaida, na hata ajali kubwa za uharibifu zitatokea.
1. Duka linalozunguka la compressor ya mtiririko wa axial
Eneo kati ya pembe ya chini ya Vane ya kusimama na mstari wa chini wa angle ya uendeshaji wa curve ya tabia ya compressor ya axial mtiririko inaitwa eneo la duka linalozunguka, na duka linalozunguka limegawanywa katika aina mbili: duka linaloendelea na duka la ghafla.Kiasi cha hewa kinapokuwa chini ya kikomo cha mstari wa kibanda cha mzunguko wa feni kuu ya mtiririko wa axial, mtiririko wa hewa ulio nyuma ya blade utavunjika, na mtiririko wa hewa ndani ya mashine utaunda mtiririko wa kusukuma, ambao utasababisha blade kuruka. kuzalisha dhiki mbadala na kusababisha uharibifu wa uchovu.
Ili kuzuia kukwama, opereta anahitajika kufahamu tabia ya curve ya injini, na kupita eneo la kukwama haraka wakati wa mchakato wa kuanza.Wakati wa mchakato wa operesheni, angle ya chini ya blade ya stator haipaswi kuwa chini kuliko thamani maalum kulingana na kanuni za mtengenezaji.
2. Axial Compressor Surge
Wakati compressor inafanya kazi kwa kushirikiana na mtandao wa bomba na kiasi fulani, wakati compressor inafanya kazi kwa uwiano wa juu wa ukandamizaji na kiwango cha chini cha mtiririko, mara tu kiwango cha mtiririko wa compressor ni chini ya thamani fulani, mtiririko wa hewa wa nyuma wa blade utakuwa. kutengwa kwa umakini hadi kifungu kimefungwa, na mtiririko wa hewa utavuma sana.Na kuunda oscillation na uwezo wa hewa na upinzani hewa ya mtandao plagi bomba.Kwa wakati huu, vigezo vya mtiririko wa hewa wa mfumo wa mtandao hubadilika sana kwa ujumla, yaani, kiasi cha hewa na shinikizo hubadilika mara kwa mara kwa wakati na amplitude;nguvu na sauti ya compressor wote hubadilika mara kwa mara..Mabadiliko yaliyotaja hapo juu ni kali sana, na kusababisha fuselage kutetemeka kwa nguvu, na hata mashine haiwezi kudumisha operesheni ya kawaida.Jambo hili linaitwa kuongezeka.
Kwa kuwa kuongezeka ni jambo ambalo hutokea katika mashine nzima na mfumo wa mtandao, sio tu kuhusiana na sifa za mtiririko wa ndani wa compressor, lakini pia inategemea sifa za mtandao wa bomba, na amplitude yake na mzunguko unaongozwa na kiasi. ya mtandao wa bomba.
Matokeo ya upasuaji mara nyingi ni mbaya.Itasababisha rota ya kujazia na vijenzi vya stator kupata msongo wa mawazo na kuvunjika, na kusababisha upungufu wa shinikizo la kati hadi kusababisha mtetemo mkali, na kusababisha uharibifu wa mihuri na fani za msukumo, na kusababisha rota na stator kugongana., kusababisha ajali mbaya.Hasa kwa compressors high-shinikizo axial mtiririko, kuongezeka inaweza kuharibu mashine kwa muda mfupi, hivyo compressor hairuhusiwi kufanya kazi chini ya hali ya kuongezeka.
Kutoka kwa uchambuzi wa awali hapo juu, inajulikana kuwa kuongezeka kunasababishwa kwanza na duka la mzunguko unaosababishwa na kutorekebisha kwa vigezo vya aerodynamic na vigezo vya kijiometri katika mteremko wa blade ya compressor chini ya hali tofauti za kufanya kazi.Lakini sio maduka yote yanayozunguka yatasababisha kuongezeka, mwisho huo pia unahusiana na mfumo wa mtandao wa bomba, hivyo uundaji wa jambo la kuongezeka ni pamoja na mambo mawili: ndani, inategemea compressor ya mtiririko wa axial Chini ya hali fulani, duka la ghafla hutokea. ;nje, inahusiana na uwezo na mstari wa tabia ya mtandao wa bomba.Ya kwanza ni sababu ya ndani, wakati ya mwisho ni hali ya nje.Sababu ya ndani inakuza tu kuongezeka kwa ushirikiano wa hali ya nje.
3. Uzuiaji wa compressor axial
Eneo la koo la blade la compressor ni fasta.Wakati kiwango cha mtiririko kinapoongezeka, kwa sababu ya kuongezeka kwa kasi ya axial ya mtiririko wa hewa, kasi ya jamaa ya mtiririko wa hewa huongezeka, na angle mbaya ya shambulio (pembe ya shambulio ni pembe kati ya mwelekeo wa mtiririko wa hewa na pembe ya ufungaji). ya inlet ya blade) pia huongezeka.Kwa wakati huu, mtiririko wa hewa wa wastani kwenye sehemu ndogo zaidi ya uingizaji wa cascade utafikia kasi ya sauti, ili mtiririko kupitia compressor kufikia thamani muhimu na hautaendelea kuongezeka.Jambo hili linaitwa kuzuia.Kuzuia hii ya vanes ya msingi huamua mtiririko wa juu wa compressor.Wakati shinikizo la kutolea nje linapungua, gesi katika compressor itaongeza kiwango cha mtiririko kutokana na ongezeko la kiasi cha upanuzi, na uzuiaji pia utatokea wakati mtiririko wa hewa unafikia kasi ya sauti katika cascade ya mwisho.Kwa sababu mtiririko wa hewa wa blade ya mwisho umezuiwa, shinikizo la hewa mbele ya blade ya mwisho huongezeka, na shinikizo la hewa nyuma ya blade ya mwisho hupungua, na kusababisha tofauti ya shinikizo kati ya mbele na nyuma ya blade ya mwisho kuongezeka, hivyo kwamba. nguvu ya mbele na nyuma ya blade ya mwisho haina usawa na mkazo unaweza kuzalishwa.kusababisha uharibifu wa blade.
Wakati sura ya blade na vigezo vya kuteleza vya compressor ya mtiririko wa axial imedhamiriwa, sifa zake za kuzuia pia zimewekwa.Compressors ya axial hairuhusiwi kukimbia kwa muda mrefu sana katika eneo chini ya mstari wa choko.
Kwa ujumla, udhibiti wa kupambana na kuziba wa compressor ya axial mtiririko hauhitaji kuwa kali kama udhibiti wa kupambana na kuongezeka, hatua ya udhibiti haihitajiki kuwa ya haraka, na hakuna haja ya kuweka kituo cha kuacha safari.Kuhusu kama kuweka udhibiti wa kuzuia kuziba, pia ni juu ya compressor yenyewe Uliza uamuzi.Wazalishaji wengine wamezingatia uimarishaji wa vile katika kubuni, ili waweze kuhimili ongezeko la matatizo ya flutter, kwa hiyo hawana haja ya kuanzisha udhibiti wa kuzuia.Ikiwa mtengenezaji haoni kwamba nguvu za blade zinahitajika kuongezeka wakati jambo la kuzuia linatokea katika kubuni, vifaa vya udhibiti wa moja kwa moja vya kuzuia vinapaswa kutolewa.
Mpango wa udhibiti wa kuzuia kuziba wa compressor ya mtiririko wa axial ni kama ifuatavyo: vali ya kuzuia kuziba ya kipepeo imewekwa kwenye bomba la kutokea la compressor, na ishara mbili za kugundua kiwango cha mtiririko wa ingizo na shinikizo la pato huingizwa kwa wakati mmoja. mdhibiti wa kupambana na kuziba.Wakati shinikizo la pato la mashine linashuka kwa njia isiyo ya kawaida na sehemu ya kufanya kazi ya mashine iko chini ya mstari wa kuzuia-kuzuia, ishara ya pato la mdhibiti hutumwa kwa valve ya kuzuia kuzuia ili kufanya valve iwe ndogo, kwa hivyo shinikizo la hewa huongezeka. , kiwango cha mtiririko hupungua, na hatua ya kazi huingia kwenye mstari wa kuzuia kuzuia.Juu ya mstari wa kuzuia, mashine huondoa hali ya kuzuia.
