Уплотнения крыльчаток: а - щелевое; б - лабиринтное; в - плавающее

Турбонасосная система (ТНС) подачи компонентов топлива

Турбонасосная система состоит из следующих подсистем.

1. Турбонасосный агрегат (ТНА), предназначенный для увеличения давления и подачи компонентов топлива в камеру ЖРД и газогенератор. Основными элементами ТНА является турбина, развивающая мощность при подаче на нее высокотемпературного газа, и насосы, преобразовывающие мощность турбины в напор компонентов топлива.

2. Система повышения давления на входе в насосы состоит из системы предварительного наддува баков, который осуществляется, как правило, с помощью инертных газов или из системы предвключенных насосов.

3. Система запуска турбины. Запуск турбины осуществляется с помощью твердотопливного газогенератора, как правило, работающего кратковременно только в момент запуска ЖРДУ.

4. Система питания турбины. Питание турбины высокотемпературным газом осуществляется с помощью жидкостного газогенератора, работающего на основном или вспомогательном компоненте топлива, или путем подачи на лопатки турбины одного из компонентов, газифицированного в зарубашечном пространстве.

5. Система выброса генераторного газа. Для ЖРД работающих по схеме «жидкость-жидкость» с выбросом генераторного газа в окружающую среду, система отвода включает в себя выхлопной патрубок турбины, заканчивающийся расширяющимся соплом, плоскость среза, которого обычно совпадает с плоскостью среза основных сопел камеры ЖРД.

 

Для ЖРД, работающих по схеме «жидкость - газ» или «газ-газ», система отвода генераторного газа включает газовод (толстостенный патрубок), соединяющий выхлопной коллектор турбины с головкой камеры ЖРД.

 

Компоновочные схемы ТНА

ТНА подразделяются на одновальные и многовальные. В одновальных ТНА турбина и насосы располагаются на одном валу. Преимуществом ТНА, выполненных по такой схеме, является простота конструкции и малый вес. В качестве недостатка необходимо отметить, что только один из насосов (как правило, насос окислителя) работает при оптимальном числе оборотов. При этом насос горючего эксплуатируется при пониженных значениях КПД.

Различают следующие компоновочные схемы ТНА, рис.57.

При трехвальной схеме ТНА числа оборотов насосов и турбины независимы друг от друга и могут выбираться из условий оптимальности работы насосов. Однако, наличие редукторов, работающих в сложных условиях (высокие значения/Окружной скорости, сложность обеспечения эффективной системы смазки и охлаждения), в некоторых случаях сводит к минимуму выигрыш от повышения значений КПД насосов.

 

 

Рис.57

Компоновочные схемы ТНА

Наибольшее распространение в ЖРДУ получили одновальные схемы ТНА.

Билет №11

1. Характеристики насоса. (8.7).

2. Внешнее охлаждение (7.3).

Характеристики насосов

Рассмотрим движение жидкости в проточной части центробежного насоса, рис.64.

Частицы жидкости, находящиеся в межлопаточном канале участвуют в двух движениях: в относительном (W- относительная скорость) и в переносном (U - окружная скорость). В результате указанных движений частичка жидкости перемещается в канале с абсолютной скоростью С, при этом U₂ > U₁.

С целью уменьшения потерь и создания наиболее благоприятных условий течения жидкости по каналу крыльчатки рекомендуется принимать W₁ = W₂, при условии U₂ > U₁.

Индексы "1" и "2" относятся к входному и выходному сечениям крыльчатки соответственно, рис.65.

Рис.64