ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Направляющий аппарат. Рабочие колеса. Корпус. РоПодшипники. Устройства для торможения. Редуктор. Система смазки Устройства для защиты от разгона. Конструкции турбодетандеров из "Кислород Ч 1" В турбодетандерах, как правило, применяются только суживающиеся сопла, по крайней мере, до чисел = 1,15. Входную и выходную кромки лопаток выполняют параллельными оси вращения колеса. [c.390] Из соображений простоты изготовления, а в случае применения поворотного направляющего аппарата по необходимости две стенки соплового канала выполняют плоскими и перепендикулярными оси вращения колеса, т. е. осевая ширина щели остается по всей длине канала равной (см. рис. IX-18 и IX-19). Сужение канала достигают его профилированием лишь в плоскости, перпендикуляной оси вращения колеса. Обычно профильные стенки выполняют в виде цилиндрических поверхностей с образующими, параллельными оси вращения колеса, что облегчает также механическую обработку каналов. [c.390] Конструктивно сопловой аппарат выполняют из двух дисков (рис. IX-19). В лопаточном диске 1 фрезеруют сопловые каналы. Покрывной диск 2 крепится к лопаточному диску винтами 3, пропущенными через лопатки. Зазор между торцами лопаток и покрывным диском для предотвращения неупорядоченного течения газа выполняют минимально возможным (ориентировочно не более 0,01 мм). [c.390] Входную кромку лопатки (носик) выполняют относительно толстой, а выходную для уменьшения потерь, связанных с отрывом на выходе, возможно более тонкой. Толщина йс выходной кромки ограничивается только технологией изготовления, прочностью и износом. Ориентировочно = (0,25—0,9) мм, но не более 0,1 Ог. [c.391] Для уменьшения гидравлических потерь профиль сопла выполняют непрерывно суживающимся и очерченным плавными кривыми (ради простоты изготовления в основном окружностями) с возможно меньшими разрывами кривизны. Иногда лопатки соплового аппарата выполняют в виде тонких прямых пластин (турбодетандеры П. Л. Капицы). [c.391] В табл, 1Х-2 приведены механические показатели материалов, применяемых для изготовления колес турбодетандеров. [c.393] Расчет дисков колеса на прочность обычно производят с учетом лишь возникающих при вращении центробежных сил собственных масс [9, 10, 12]. Поскольку расчет колес может быть выполнен лишь в грубом приближении, то в ответственных случаях прочность колес проверяют моделированием на основе подобия. [c.394] Центростремительные колеса закрытого типа вследствие наличия в них ослабленного выходным отверстием покрывного диска менее прочны, чем полузакрытые. Центростремительные колеса, изготовленные из алюминиевых сплавов, проверены в работе при низких температурах (85 °К) при окружной скорости 1 = 225 м1сек, но могут быть выполнены, по-видимому, для значительно больших скоростей примерно до 300 м сек в случае закрытых колес и порядка 400 м1сек в случае полузакрытых колес. [c.394] Число лопаток колеса влияет как на потери, так и на его конструкцию. Обычно при выборе числа лопаток исходят из условий [4] обеспечения выхода потока из каналов колеса под требуемым углом при возможно меньших гидравлических потерях, предотвращения отрыВа потока при входе в колесо, а также и связанного с этим падения к. п. д. и эрозии лопаток направляющего аппарата. [c.394] Если 2л1 оказывается намного больше, чем г 2 что возможно, например, при малых углаха], то облопачивание выполняют многоярусным. Для этого часть лопаток в количестве 2лг выполняют длинными, т. е. простирающимися от входа до выхода, и между ними помещают укороченные лопатки (рис. 1Х-21, штрих-пунктир) в таком количестве, чтобы общее количество лопаток на входе было порядка глх- Обычно достаточно двухъярусное облопачивание. Уменьшать число лопаток на входе по сравнению с нужно осторожно. Увеличение же, по-видимому, на к. п. д. влияет слабо, что было подтверждено еще в известном турбодетандере акад. П. Л. Капицы [51, где количество лопаток на входе в колесо в четыре раза превышало их количество на выходе. [c.395] Следует подчеркнуть, что часто оптимальное с точки зрения потерь число лопаток оказывается неосуществимо большим с конструктивной и технологической точек зрения. [c.395] Толщину Ьа выходной кромки для уменьшения потерь доводят до возможно малого значения, допустимого из соображений возможности изготовления, прочности и износа. Желательно, чтобы толщина Ва не превышала 12% ширины аа узкого сечения на выходе. [c.395] Лопатки центростремитель-н 0-0 севых колес. Входную кромку выполняют прямолинейной, параллельной оси вращения колеса, а выходную — пространственной (рис. 1Х-22) или радиальной (рис. 1Х-23). [c.395] В наиболее часто встречающемся случае радиального входа в колесо (pi = 90°) лопатки выполняют плоскими (рис. IX-22) или винтовыми (рис. IX-23). [c.396] Иногда профильную часть лопатки выполняют отдельно от радиальной. В этом случае профильные части крепят к отдельному кольцу (см. рис. 1Х-27), образуя так называемый выходной спрямляющий аппарат. Такая конструкция дает большую свободу в профилировании, чем в случае цельных лопаток. [c.396] Винтовые лопатки (рис. IX-23). Лопатки профилируют, исходя из условия предотвращения в лопатках напряжений изгиба от центробежных сил. Для этого лицевую и тыльную поверхности Р лопаток (рис. 1Х-23) выполняют линейчатыми так, чтобы средняя линия ОЕ произвольного сечения етп лопатки нормального к оси вала колеса была направлена радиально. При таком профилировании поверхность, содержащая средние линии нормальных сечений (средняя поверхность), представляет собой линейчатую поверхность, образованную радиальными лучами. При этом поверхности Р фрезеруют пальцевой фрезой, ось которой наклонена под постоянным углом ч к радиальному лучу, образующему среднюю поверхность. [c.396] Особенности изготовления колес. Для предотвращения периодически действующих гидродинамических и инерционных сил, вызываемых несимметричностью рабочего колеса, все поверхности вращения, концентричные его оси, выполняют с высокой степенью симметрии допуски на радиальные и осевые биения не превышают 0,02 мм. [c.396] Метод балансировки на призмах для высокооборотных колес неприменим, поскольку этим методом в принципе невозможно обнаружить эксцентриситеты, меньшие, чем коэффициент трения качения, который для стали по стали равен примерно 50 мк. Поэтому статическук) балансировку колес турбодетандеров производят в специальных приспособлениях. [c.396] В качестве материала для температур до 85 °К применяют литейную латунь ЛК80-ЗЛ (ГОСТ 1019—47). Для предотвращения последующего коробления литье после обдирки подвергают старению. [c.397] Для проверки доброкачественности изготовления рабочие колеса подвергают испытанию вращением при числе оборотов, превышающем рабочее на 10—15% в течение 3—5 мин, в специальных камерах, безопасных для обслуживающего персонала в случае разрыва колеса. [c.397] Вернуться к основной статье