Воздухоочиститель газотурбинного двигателя

 

Использование: защита ГТД от попадания капель морской воды. Сущность изобретения: центральное тело входного устройства ГТД в области максимального диаметра снабжено кольцевой щелью и трубками отсоса, установленными по ее периметру . Концы трубок отсоса выполнены со срезом по поверхности вращения, концентричной оси воздухоочистителя, и расположены на входе в отводной канал. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)л F 02 С 7/05

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4785058/06 (22) 22.01;90 (46) 23.07.92, Бюл, ¹ 27 (71) Уфимский авиационный институт им, Серго Орджоникидзе (72) В.Л.Химич, Г.Г.Еникеев, Р.М.Гузаиров, Г.Ç.Шарипов и З,M.Ãàëÿìîâ (56) Заявка Франции

М.2079257, кл. F 02 С 7/00, 1971, Заявка Англии № 1328993, кл. F 02 С 7/04, 1973.

Патент США

¹ 4389227, кл. В 01 0 39/00, 1983. Изобретение относится к устройствам для отделения частиц жидкости от газов и .предназначено для защиты ГТД от попадания капель морской воды.

Известны воздухоочистители газотурбинных двигателей, в которых основными элементами являются наружный криволинейный кожух и центральное тело, образующие криволинейный канал входного устройства, где происходит отклонение частиц жидкости от линий тока несущего потока, осаждение на поверхности центрального тела, последующее их улавливание и удаление в атмосферу.

Недостатком известных устройств являются присущие им из-за больших относител ных диаметральных размеров цен. рального тела невысокие аэродинамические свойства, обусловливающие их плохие эксплуатационные характеристики, Наиболее близким к изобретению является воздухоочиститель газотурбинного двигателя, включающий криволинейный ка„„. Ж„, 1749512 А1 (54) ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ ГA30TYPБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Использование; защита ГТД от попадания капель морской воды. Сущность изобретения; центральное тело входного устройства ГТД в области максимального диаметра снабжено кольцевой щелью и трубками отсоса, установленными по ее периметру. Концы трубок отсоса выполнены со срезом по поверхйости вращения. концентричной оси воздухоочиститела; и расположены на входе в отводной канал. 1 ил.

ЪФ нал входного устройства, образованный внешним обтекателем, воэдухозаборной трубой и центральным телом, максимальный диаметр которого больше диаметра воздухозаборной трубы, и отводной канал, образованный внешним обтекателем и корпусом двигателя, при этом центральное тело на максимальном диаметре имеет элементы, образующие сужающиеся щели, а на границе этих элементов центральное тело имеет уступ.

Недостатком данного устройства является зависимость устойчивости течения жидких пленок, образованных каплями жидкости, осевшими на поверхность центрального тела, от ряда факторов, в частности от скорости и Степени турбулентности несущего потока, толщины жидкой пленки и некоторых других.

В данном устройстве жидкая пленка срывается с уступа центрального тела, образуя капли такого размера, которые вследствие инерционного отставания от несущего

1749512

10

20

30

50

55 потока не попадают в проточную часть двигателя, при этом диаметр центрального тела должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить попадание сорвавшихся с уступа центрального тела капель в отводной канал двигателя, Однако на максимальном диаметре центрального тела поток сильно разгоняется, вызывая интенсивное дробление срывающихся с уступа центрального тела капель (влияние числа Вебера), Вследствие чего их диаметры будут иметь различные значения, подчиняющиеся определенному закону распределения.

С уменьшением диаметров капель, сорвавшихся с уступа центрального тела, количество жидкости, попадающей в двигатель, будет увеличиваться, Кроме того, элементы, образующие су жающиеся щели, и уступ на центральном теле вызывают отрывные явления и вихреобразование в этой зоне, что приводит к усилению неравномерности поля скоростей и пульсациям потока, Описанные выше факторы обусловливают невысокие аэродинамические свойства, низкую эффективность влагоудаления, а следовательно, и плохие эксплуатационные характеристики воздухоочистителя газотурбинного двигателя.

Цель изобретения — улучшение эксплуатационных характеристик воздухоочистителя газотурбинного двигателя путем увеличения, степени очистки воздуха за счет повышения эффективности транспортировки уловленной влаги или улучшения аэродинамических свойств.

Указанная цель достигается тем, что в воздухоочистителе газотурбинного двигателя, включающем криволинейный канал входного устройства, образованный внешним обтекателем, воздухозаборной трубой и центральным телом, максимальный диаметр которого больше диаметра воздухозаббрной трубы, и отводной канал, образованный внешним обтекателем и корпуСом двигателя, центральное тело в области максимального диаметра снабжено

: кольцевой щелью, образующая которой выполнена плавно переходящей в образую. щую центрального тела, и трубками"отсоса, установленными по периметру кольцевой щели и сообщающимйся с полостью кольце. вой щели вблизи точки сопряжения образующих щели и центрального тела, при этом концы трубок отсоса выполнены "со срезом по поверхности вращения, концентричной оси аоздухоочистителя, и расположены на входе в отводной канал.

Выполнение на центральном теле в области максимального диаметра кольцевой щели, образующая которой выполнена плавно переходящей в образующую центрального тела, позволяет улавливать жидкость, осевшую на переднюю поверхность центрального тела и стекающуюся в эту область под воздействием потока.

Выполнение. по периметру кольцевой щели трубок отсоса, сообщающихся с полостью кольцевой щели вблизи точки сопряжения образующих щели и центрального тела и оканчивающихся на входе в отводной канал, позволяет принудительно удалять жидкость из полости кольцевой щели в отводной канал посредством эжекции, обусловленной обтеканием трубок отсоса самим же несущим потоком, Выполнение на концах трубок отсоса срезов по поверхности вращения, концентричной оси воздухоочистителя, обеспечивает максимальный перепад давлений на противоположных концах трубок отсоса, Таким образом, вводимая совокупность центрального тела, кольцевой щели и трубок отсоса позволяет осуществлять транспортировку жидкости независимо от диаметра центрального тела, который в этом случае выбирается из условия обеспечения осаждения частиц жидкости и получается меньшим, чем в известном устройстве. Очевидно, что, при прочих равных условиях, аэродинамические свойства воздухоочистителя с меньшим диаметром центрального тела будут лучше, чем у воздухоочистителя с большим диаметрмо центрального тела.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Воздухоочиститель ГТД включает криволинейный канал 1 входного устройства, образованный внешним обтекателем 2, воздухозаборной трубой 3 и центральным телом 4, максимальный диаметр которого больше диаметра воздухозаборной трубы 3, и отводной канал 5, образованный внешним обтекателем 2 и корпусом двигателя, Центральное тело 3 в области максимального диаметра снабжено кольцевой щелью 6, образующая которой выполнена плавно перехоцящей в образующую центрального тела

4, и трубками отсоса 7, установленными по периметру кольцевой щели 6, и сообщаю- . щимися с полостью кольцевой щели 6 вблизи точки сопряжения образующих щели 6 и центрального тела 3, Концы трубок отсоса 7 выполнень1 со срезом по верхности вращения, концентричной оси воздухоочистителя, и расположены на входе в отводной канал 5.

1749512 б

Воздухоочиститель ГТД работает следующим образом.

Воздух со взвешенными в нем каплями жидкости всасывается двигателем и попадает в криволинейный канал 1 входного устройства, где капли жидкости вследствие своей инертностй отклоняются от линий тока несущето потока. Часть капель осаждается нэ поверхности .центрального тела 4, а часть попадает в отводной канал 5. Осевшая нэ поверхность центрального тела 4 жидкость стекается под воздействием пдтока в область максимального диаметра центрального тела 4 и улавливается кольцевой щелью 6, откудэ удаляется через трубки отсоса 7 в поток воздуха отводного канала 5.

Предлагаемый воздухоочиститель ГТД позволяет увеличить, при прочих равнь х условиях, степень очистки воздуха перед двигателем за счет повышения эффективности транспортировки уловленной влаги или улучшить аэродинамических свойств прй одинаковой, по сравнению с прототипом, степени очистки воздуха.

Формула изобретения

Воздухоочиститель газотурбинного двигателя от частиц жидкости, включэющий криволинейный канал входного устройства, 5 образованный внешним обтекателем, воздухозаборной трубой и центральным телом, максимальный диаметр которого больше диаметра воздухозаборной трубы, и отводной кэнал, образованный внешним обтекэ10 телем и корпусом двигателя, о т л и ч э юшийся тем, что, с целью улучшения akcплуатационных хэрэктеристик центральное тело в области максимального диаметра снэбжено кольцевой щелью, образующая

15 которой выполнена плавно переходящей в образующую центрального тела, и трубками отсосэ, устэновленными по периметру кольцевой щели и сообщающимися с полостью кольцевой щели вблизи точки сопряжения

20 образующих щели и центрального тела, при этом концы трубок отсосэ выполнены со срезом по поверхности вращения. концентричной оси воздухоочистителя. и расположены на входе в отводной канал.