Воздухоочиститель газотурбинного двигателя Советский патент 1992 года по МПК F02C7/05 

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 относи- тельных диаметральных размеров цен рального тела невысокие аэродинзми; ческие свойства, обусловливающие их плохие эксплуатационные характеристики.

Наиболее близким к изобретению является воздухоочиститель газотурбинного двигателя, включающий криволинейный канал входного устройства, образованный внешним обтекателем, воздухозаборной трубой и центральным телом, максимальный диаметр которого больше диаметра воздухозаборной трубы, и отводной канал, образованный внешним обтекателем и корпусом двигате™, 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

&

Ј

VI

4 О

сл ю

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 те- ла 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 сужающиеся щели, и уступ на центральном теле вызывают отрывные явления и вихре- образование 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 воздухозаборной 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 образующую центрального тела, и трубками отсоса, установленными по периметру кольцевой щели и сообщающимися с полостью кольцевой щели вблизи точки сопряжения образующих щели и центрального тела, при этом концы трубок отсоса выполнены со срезом по поверхности вращения, концентричной оси воздухоочистителя, 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 переходящей в образующую центрального тела 4, и трубками отсоса 7, установленными по периметру кольцевой щели 6, и сообщающимися с полостью кольцевой щели б вблизи точки сопряжения образующих щели 6 и

центрального тела 3. Концы трубок отсоса 7 выполнены со срезом по верхности вращения, концентричной оси воздухоочистителя, и расположены на входе в отводной канал 5.

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 инертности отклоняются от линий тока несущего потока. Часть капель осаждается на поверхности центрального тела 4, а часть попадает в отводной канал 5. Осевшая на поверхность центрального тела 4 жидкость стекается пЬд воздействием потока в область максимального диаметра центрального тела 4 и улавливается кольцевой щелью б, откуда удаляется через трубки отсоса 7 в поток воздуха отводного канала 5

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

21

Формула изобретения Воздухоочиститель газотурбинного двигателя от частиц жидкости, включающий криволинейный канал входного устройства,

образованный внешним обтекателем, воз- духозаборной трубой и центральным телом, максимальный диаметр которого больше диаметра воздухозаборной трубы, и отводной канал, образованный внешним обтекателем и корпусом двигателя, отличаю - щ и и с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик центральное тело в области максимального диаметра снабжено кольцевой щелью, образующая

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

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

Использование: защита ГТД от попадания капель морской воды. Сущность изобре- тения: 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.