Инерционный сепаратор газотурбинного двигателя Советский патент 1980 года по МПК F02B7/04 

со сборником 2 отсепарированных частиц, расположенным на наружной вогнутой стенке канала. На входе в сборник установлена съемная панель 3 с сотовым наполнителем 4, выполненным в виде конусов, к вершинам которых прикреплена обшивка 5, образуюш ая проточную часть канала. Противоположные вершины конусов наполнителя 4 крепятся к силовому основанию 6 панели, которое, в свою очередь, закрепляется по периметру винтами 7 к обечайке канала 1.

Инерционный сепаратор работает еледующим образом.

Посторонние частицы, попавшие в воздухозаборник, например, от переднего колеса шасси, разгоняются потоком воздуха и затем под действием сил инерции пересекают канал 1 в зоне его искривления и ударяйэтся в обшивку 5 панели 3. При этом посторонний частицы пробивают обшивку 5 и попадают внутрь сотового наполнителя 4, чем предотвращается выпадание частиц обратно в канал. Прочность обшивки панели зависит от толщины и размера ячеек сотового наполнителя и рассчитывается следующим образом.

Предварительно рассчитывается максимальное контактное усиление в момент соударения nocTopoHjiero предмета и обшивки, что, в свою очередь, позволит рассчитать напряжения, возникающие в зоне контакта 6г. Оиечидно, условие разрушения выразитсяб Ко-бе , где Ка - коэффициент возрастания предела прочности при динамическом возр1 действии на материал; 6- предел прочности. Учитывая, что наименьшей пробивной силой обладают сферические частицы малого удельного веса, расчет был произведен для сферических частиц льда минимальной маесы при скорости их движения в канале 0,2 от скорости воздушного потока « 30 м/с и минимальном угле соударения 0,2 рад. Эти минимальные значения массы, скорости и угла соударения, взяты на основе данных экспериментальных исследований по опре-. делению параметров движения посторонних предметов в воздухоподводящих каналах ГТД. В качестве материала обшивки панели была взята фольга из технически чистого алюминия; Рассчитанная по указанной методике при заданных исходных данных максимальная толщина обшивки составляет SAVAX 0,2мм. Минимальная толщина обшивки легкосъемной панели определяется из условия ее неразрушения воздушным потоком. Нагрузка воздушного потока, действующая на обшивку, определяется перепадом полных давлений на общивке, т. е. местом расположения панели в канале и углом поворота канала в зоне расположения панели. При организации выравнивания давления внутри панели и давления в канале, которое может быть осуществлено выполнением отверстий в обшивке панели, толщина, в частном случае, фольги может быть сколь угодно малой.

Расчет минимальной толщины обшивки произведен при условии, что выравнивание давлений не происходит, скорость воздушного потока в канале составляет 200 м/с, местный угол поворота канала составляет 0,6 рад, периметр ячейки сотового наполнителя, в частном случае, квадратный и в четыре раза превышает периметр сферической частицы льда минимальной массы для обшивки, выполненной, в частном случае, из той же фольги. Очевидно, что напряжение в обшивке бр R, возникающее при данном перепаде давлений, зависит от толшины обшивки и от размера g-Scotosoro наполни теля, поэтому минимально допустимая толщина обшивки может быть определена при заданном максимальном значеЬМи площади ячейки сот.

Условие неразрушения обшивки панели, можно выразить следующим уравнением;

®г Кб§, где К - коэффициент запаса прочности. Подсчитанная . при указанных- исходных данных, при К 3- минимальная толщина обшивки составляет ммХарактерно, что толщина обшивки панели не зависит от калибра канала и радиуса его кривизны, она зависит только от минимальной массы посторонних предметов, подлежащих инерционной сепарации, угла и скорости их соударения с обшивкой панели, скорости воздушного потока и угла поворота канала в зоне установки панели. Расчет прочности обшивки можно приEiecTH к определению относительной массы обшивки ячейки сотового наполнителя, приведенной к минимальной -массе сепарируемых частиц. Для этого необходимо задаться минимальной массой сепарируемых частиц irinp и периметром ячейки сотового наполнителя, например П 4а 4По, где По периметр пробиваемого отверстия сферической частицей льда минимальной массы. При условии, равномерного распределения - массы обшивки по площади ее толщина определится из уравнения S Е рр