Создатели газотурбинного двигателя.

Лабораторная работа №7

«Изучение создания, принципа действия и конструктивной схемы устройства ГТД»

Газовая турбина - тепловой двигатель, преобразующий энергию горячих газов в меха­ническую работу вращения ротора.

Термин "судовые (морские) газотурбинные установки" или ГТУ объединяет понятия "судовой (морской) газотурбинный двигатель" с элементами пропульсивного комплекса и, в первую очередь, с механизмом передачи вращающего момента турбины на винт.

Современные газовые турбины (ГТ) по конструктивной схеме и принципу действия в целом идентичны паровой турбине. Отличия газовых турбин от паровых обусловливаются сравнительно невысокими давлениями рабочего тела на входе (до 2 МПа) и его высокой температурой (до 850°С). КПД современных ГТ составляет 89-92 %. Дальнейшее развитие ГТД связывается с освоением более высоких температур рабочего тела, для чего требуется создание более жаропрочных материалов и повышение эффективности систем охлаждения. Решение первой из поставленных задач было начато в 2003 г., введением в конструкцию турбины элементов металлокерамики.

Газотурбинный двигатель двигатель являлся в XX веке наиболее эффективным двигателем, технологией изготовления которого овладели только наиболее технически развитие страны мира.

Кинематическая схема газовой турбины аналогична конструкции паровой турбины, а ее рабочий цикл идентичен циклу ДВС. Непосредственное преобразование энергии сгорающего топлива в механическую работу двигателя избавило энергетическую установку от громоздких паровых котлов.

Создатели газотурбинного двигателя.

Возможность применения горячих газов в качестве рабочего тела в 1500 г. высказал Леонардо да Винчи.

«Огненную турбину», работающую при постоянном давлении газов в камере сгорания, в 1872 г. запатентовал немецкий инженер Штольц.

К предшественникам современного ГТД можно отнести двига­тель Джона Барбера, ротор которого вращался под воздействием продуктов сгорания топлива и водяного пара, понижающего тем­пературу смеси.

Велика заслуга русских изобретателей в области газотурбостроения. Еще в 1885 г. морской офицер Назаров предложил устанавливать на миноносцах турбины, работающие на углекислом газе.

Спустя семь лет инженер-механик П.Д. Кузьминский построил впервые в мире газотурбинную установку для катера, работавшую на смеси продуктов сгорания керосина и водяного пара при постоянном давлении 2,5 атмосферы, КПД двигателя составлял 3%, мощность составляла25 л.с. при n=8000 об/мин. Смерть автора остановила работу над проектом, но идея газовой турбины постоянного давления, предложенная Кузьминским, оказалась настолько удачной, что самые совершенные конструкции современной турбины выполнены на ее основе.

Над совершенствованием конструкции газовых турбин и созданием теории работал ряд ученых.

Перспективность ГТД с горением при Р=const убедительно аргументировал в 1925 году профессор харьковского механико-машиностроительного института В. М. Маковский. По его проекту Харьковский турбогенераторный завод построил ГТД =1000 л. с., n=4800 об/мин, работающую при начальной температуре газов 850˚С. Диск и лопатки турбины охлаждались водой.

Газотурбинный двигатель - самый «молодой» из судовых тепловых двигателей.

Создание фирмой «Парсонс» в 1900 г.высокопроизводительного осевого компрессора, в а 1908 г. французским инженером А. Рато- центробежного компрессора позволило снизить температуру газов перед турбиной за счет подачи большого количества воздуха из атмосферы.