К определению подогрева воздуха, транспортируемого через полости ротора осевого компрессора

ТЕОРИЯ АВИАЦИОННЫХ И РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 

УДК 621.438:536.24 

Н. Н. САЛОВ,

докт. техн. наук 
(СГТУ, Севастополь)

 К определению подогрева воздуха, транспортируемого 
через полости ротора осевого компрессора 

Экспериментально изучено температурное состояние потока охлаждающего воздуха при его 
транспортировке через внутренние полости осевых компрессоров ГТД с учетом изменения 
температуры в месте отбора в зависимости от режима работы двигателя. 

На 
переменных 
режимах 
работы 
двигателя 
температура воздуха, отбираемого для охлаждения, 
меняется в диапазоне от 50 °С на режиме малого газа до 
250 
°С 
на 
номинальном 
режиме. 
Дальнейшая 
транспортировка 
охлаждающего 
воздуха 
через 
внутренние полости барабанно-дисковой конструкции 
роторов 
осевых 
компрессоров 
сопровождается 
подогревом, зависящим от интенсивности теплоотдачи 
охлаждаемых деталей ротора. В расчетах систем 
воздушного охлаждения ГТД температуру воздуха, 
транспортируемого 
по 
охлаждаемому 
тракту 
компрессора, 
принято 
определять 
методом 
последовательных 
приближений 
со 
сведением 
теплового баланса на каждом рассчитываемом участке. 
Отсутствие практических рекомендаций по расчету 
коэффициентов теплоотдачи деталей охлаждаемого 
тракта 
приводит 
к 
определенным 
погрешностям 
температуры охладителя [1]. 

В 
данной 
работе 
излагаются 
результаты 
экспериментальных 
исследований 
температурного 
состояния отбираемого на охлаждение ГТД воздуха при 
транспортировке 
его 
через 
внутренние 
полости 
барабанно-дисковой 
конструкции 
роторов 
осевых 
компрессоров. 

Рабочий 
участок 
экспериментального 
стенда 
представляет модель пятиступенчатого ротора осевого 
компрессора барабанно-дисковой конструкции с соосно 
расположенным 
центральным 
валом. 
Общий 
вид 
рабочего участка показан на рис. 1. Ротор рабочего 
участка состоит из барабана 2 и двух полувалов (1 и 10), 
соединенных между собой болтами. Внутри, по 

образующей барабана 2, расположен слой изоляции из 
асботкани толщиной 4 мм. На асботкань уложен 
электронагреватель 5, изготовленный из нержавеющей 
стальной ленты толщиной 0,6 мм. Питание к шинам 
электронагревателя подводится от клемм генератора 
постоянного тока мощностью 9 кВт при напряжении 12 
вольт, через скользящие контакты с помощью меднографитовых щеток 9. В рабочем участке установлены 
пять дисков 3 и шесть проставочных колец 4. Диски и 
проставочные 
кольца 
изолированы 
от 
электронагревателя тонким слоем стеклоткани. Диски 
имеют 
центральные 
отверстия 
с 
утолщениями, 
характерные для дисков осевых компрессоров ГТД. В 
первых трех дисках диаметры центральных отверстий 
уменьшаются по течению охлаждающего воздуха, 
образуя ступенчатое расположение дисков в роторе 
рабочего участка. Центральный вал 8 и ротор рабочего 
участка 
приводятся 
во 
вращение 
независимыми 
электродвигателями постоянного тока мощностью 4,5  
и 13,5 кВт соответственно, управление которыми 
осуществляется 
электромашинными 
усилителями. 
Охлаждающий сжатый воздух от высоконапорной 
воздуходувки через воздухоподводящий сальник 11 
прокачивается вдоль оси ротора рабочего участка через 
кольцевые зазоры, образованные ступицами дисков 
ротора и центральным валом, и удаляется через 
отверстия в валу ротора. 

В целях снижения тепловых потерь ротор рабочего 
участка закрыт неподвижным кожухом 7, внутри 
которого 
установлен 
компенсационный 
кольцевой 
электронагреватель 6. Смещением компенсационного 

Рис. 1. Общий вид рабочего участка:  
1 – полувал левый; 2 – барабан; 3 – диски; 4 – 
проставочные 
кольца; 
5 
– 
внутренний 
электронагреватель; 
6 
– 
компенсационный 
электронагреватель; 7 – защитный кожух; 8 – 
центральный вал; 9 – медно-графитовые щетки; 
10 – полувал правый; 11 – воздухоподводящий  

сальник 

ISSN 0579-2975. Изв. вузов. Авиационная техника. 2000. №1 

 
63