Федеральне агентство зутворення
Державна освітняустанова вищої професійної освіти
Санкт-Петербурзькийдержавний гірничий інститут ім. Г.В. Плеханова
Кафедра транспорту і зберігання нафти і газу
РЕФЕРАТ
З дисципліни: Газотурбінніустановки
На тему: Науково-технічний прогрес газотурбінних установокмагістральних газопроводів
Санкт-Петербург
2010
Зміст
Введення
1. Історія розвитку ВМД
1.1 Росія
1.2 Німеччина
1.3 Англія
2. ВМД наземного і морського застосування
2.1 Механічний привід промисловогообладнання
2.2 Привід електрогенераторів
2.3 Застосування в морських умовах
3. Основні типи наземних і морськихВМД
3.1 Стаціонарні ВМД
3.2 Наземні і морські ВМД,конвертовані з авіадвигунів
4. Основні світові виробники ГТД
4.1 Основні російські виробникиВМД
5. Основи робочого процесу ГТД
6. Застосування складних циклів у ВМД
7. Основні параметри наземних іморських приводних ВМД
8. Особливості вимог до приводнимВМД для ГПА
8.1 Вимоги до характеристик ГТД
8.2 Вимоги до ресурсів інадійності
8.3 Вимоги до габаритів і ваговимхарактеристикам
8.4 Використовувані ПММ
8.5 Вимоги екології табезпеки
Висновок
Список використаної літератури
Введення
У сучасній техніцірозроблено і використовується безліч різних типів двигунів. У данійроботі розглядається лише один тип - газотурбінні двигуни (ГТД), тобтодвигуни, що мають у своєму складі компресор, камеру згоряння та газовутурбіну. ВМД широко застосовуються в авіаційній, наземної і морської техніки (рис.1). В даний час в загальному обсязі світового виробництва ВМД у вартісномувираженні авіаційні двигуни становлять близько 70%, наземні і морські -близько 30%. Обсяг виробництва наземних і морських ВМД розподіляється наступнимчином:
- енергетичні ГТД ~91%;
- ВМД для приводу промисловогообладнання та наземного транспорту ~ 5%;
- ВМД для приводу судновихрушіїв ~ 4%.
Рис. 1. Класифікація ВМДза призначенням і об'єктах застосування.
У сучасній цивільноїта військової авіації ВМД практично повністю витіснили поршневі двигуни тазайняли домінуюче становище. Їх широке застосування в енергетиці,промисловості та транспорті стало можливим завдяки більш високійенерговіддачі, компактності й малій вазі в порівнянні з іншими типами силовихустановок. Високі питомі параметри ВМД забезпечуються особливостямиконструкції та термодинамічного циклу. Цикл ВМД, хоча і складається з тих жеосновних процесів, що і цикл поршневих двигунів внутрішнього згоряння, маєсуттєва відмінність. У поршневих двигунах процеси відбуваютьсяпослідовно, один за іншим, в одному і тому ж елементі двигуна -циліндрі. У ВМД ці процеси відбуваються одночасно і безперервно в різнихелементах двигуна. Завдяки цьому у ВМД немає такої нерівномірності умовроботи елементів двигуна, як у поршневому, а середня швидкість і масовийвитрата робочого тіла в 50 ... 100 разів вище, ніж у поршневих двигунах. Цедозволяє зосередити у ВМД великі потужності. Авіаційні ВМД за способомстворення тягового зусилля відносяться до класу реактивних двигунів,класифікація яких показана на рис. 1.2.
Рис. 1.2. Класифікаціяреактивних двигунів.
Серед реактивнихдвигунів можна виділити дві основні групи.
Першу групу складаютьракетні двигуни. Вони створюють тягове зусилля за рахунок прискорення робочого тіла,запасеного на борту літального апарату (ЛА). В даний час найбільшепоширення набули рідинні реактивні двигуни (РРД) та ракетнідвигуни твердого палива (РДТТ). Перші з них використовують двокомпонентнерідке паливо - розміщені в різних ємностях пальне і окислювач. А другітверде паливо, яке містить горючі і окисляющие компоненти й цілкомрозміщується в камері згоряння. Ракетні двигуни застосовуються в основному вракетах різного призначення і можуть використовуватися для польотів в безповітряномупросторі (в космосі), так як для створення сили тяги їм не потрібнонавколишнє середовище.
До другої групивідносяться повітряно-реактивні двигуни (ВРД), для яких атмосферне повітряє основним компонентом робочого тіла, а кисень повітря використовуєтьсяяк окислювач. Задіяння повітряного середовища дозволяє значно скоротитизапас робочого тіла на борту ЛA, підвищити економічність і дальність польоту.
У свою чергу, ВРДпідрозділяються на дві основні підгрупи.
1. Безкомпресорні ВРД,включають прямоточні (ПВРД) і пульсуючі (ПуВРД) двигуни. У прямоточнихВРД повітря стискається за рахунок швидкісного напору. Двигуни можуть застосовуватисядля надзвукових швидкостей польоту при М п > 2 ... 3 (СПВРД) ігіперзвукових швидкостей (ГПВРД, М п > 6 ... 7). Однак прямоточніВРД не мають стартовою тяги. Цей органічний недолік ПВРД можна виправитипереходом до пульсуючому процесу подачі повітря і спалюванню палива при постійномуобсязі. Такий процес реалізований в ПуВРД. У них стиск повітря відбувається безвикористання швидкісного напору і компресора. ПуВРД використовувалися в Німеччинів кінці Другої світової війни на крилатих ракетах "V-1", але подальшого розвитку не отримали. Останнімчас інтерес до пульсуючим ВРД відновився. Активно вивчаються так званіімпульсні детонаційні двигуни, в яких тяга дискретно створюється за рахунокударних хвиль, що утворюються в результаті детонаційного (вибухового) згоряння паливав камері згоряння.
2. Газотурбінні ВРД,що отримали свою назву через наявність турбокомпресорного агрегату, що має всвоєму складі газову турбіну як основне джерело механічної енергії.Класифікація авіаційних ГТД показана на рис. 1.2.
ВРД окремих типів можутьбути конструктивно об'єднані один з одним або з ракетними двигунами вєдиної руховій установці. Такі комбіновані двигуни поєднують в собіпозитивні якості вихідних двигунів. Наприклад, в турбопрямоточном двигуніпоєднуються можливість самостійного старту ТРД і працездатність привисоких надзвукових швидкостях польоту СПВРД. Група комбінованих двигунівможе включати велике число схем і варіантів, найбільш характернітурбопрямоточний, ракетно-прямоточний, ракетно-турбінний показані на рис. 1.2.
Реактивні двигуни, вяких вся корисна робота циклу витрачається на прискорення робочого тіла,називаються двигунами прямої реакції. До них відносяться ракетні двигуни всіхтипів, комбіновані двигуни, прямоточні і пульсуючі ВРД, а з групиВМД - турбогвинтові двигуни (ТРД) і двоконтурні турбореактивні двигуни(ТРДД) (див. рис. 1.2). Якщо ж основна частина корисної роботи циклу у виглядімеханічної роботи на валу двигуна передається спеціальному рушію,наприклад повітряному гвинту, то такий двигун називається двигуном непрямийреакції. Прикладами двигунів непрямої реакції є турбогвинтовий двигун(ТВД) і вертолітний ВМД. Класичним прикладом двигуна непрямої реакції можеслужити також поршнева вінтомоторного установка. Якісної відмінності поспособом створення тягового зусилля між нею і турбогвинтовим двигуном немає.
Рис. 1.3. Областізастосування ВРД: 1 - вертолітні ВМД, 2 - ТВД і ТВВД, 3 - ТРДД, 4 - ТРД, 5 -ТРДФ і ТРДДФ, 6 - ТПД, СПВРД, 7 - ГПВРД.
газотурбінниймеханічний привід електрогенератор
Застосування ВМД у військовійі цивільної авіації, що почалося після Другої світової війни, дозволило зробитиякісний стрибок у розвитку авіації: освоїти великі висоти польоту інадзвукові швидкості з числом Маха до 3,0 ... 3,3, значно підвищитивантажопідйомність і дальність.
1. Історія розвитку ВМД
ВМД у другій половині ХХстоліття стали домінуючими у військовій і цивільній авіації. Вони забезпечили значновеликі відносини тяги до маси двигуна, лобові потужності і лобові тяги попорівнянні з попередніми поршневими двигунами.
Хоча принципові схемиТВД і ТРД були запропоновані в ряді країн ще в першій чверті...
