Hỏi về động cơ tuabin khí

[Gladiator]

các bác ơi,em làm đồ án về lá turbine,đây là 1 chi tiết máy quan trọng trong động cơ turbine,động cơ chính giúp máy bay bay được,e có 1 câu hỏi muốn hỏi các bác là trên máy nén,tại sao có 1 dãy cánh động lại xen giữa 1 dãy cánh hướng,dãy cánh hướng có tác dụng gì ạ,mong các bác giải đáp.Em xin cảm ơn!

[admin]

các bác ơi, em làm đồ án về lá turbine, đây là 1 chi tiết máy quan trọng trong động cơ turbine, động cơ chính giúp máy bay bay được, e có 1 câu hỏi muốn hỏi các bác là trên máy nén, tại sao có 1 dãy cánh động lại xen giữa 1 dãy cánh hướng, dãy cánh hướng có tác dụng gì ạ, mong các bác giải đáp. Em xin cảm ơn!

1 dãy cánh động cơ chính là một tầng cánh gồm có cánh tĩnh (Stator) và cánh động (Rotor)
Ta đã biết trong động cơ: không khí vào ống hút qua máy nén thấp áp qua máy nén cao áp đến buồng đốt qua tuabin và đi ra ngoài. Trong quá trình lưu thông thì dòng khí có vận tốc khá lớn.

Đối với các động cơ dành cho máy bay cỡ lớn thì máy nén đã số là máy nén dọc trục có nhiều tầng mỗi tầng gồm 1 Stator và 1 Rotor. Tại sao lại nhiều tầng là để tăng tỷ số nén trước khi đi vào buồng đốt để làm tăng hiệu suất khi cháy của hỗn hợp nhiên liệu và không khí

Chính vì có nhiều tầng cho nên sau khi đi qua 1 tầng thì áp suất của không khí đc tăng lên đồng thời dòng không khí lúc này chảy với phương không phù hợp với đầu vào của tầng tiếp theo. Chính vì thế mới có Stator có mục đích chính là để nắn dòng (điiều chỉnh lại phương của dòng trước khi đi vào Rotor của tầng tiếp theo)

Ở đây tuarbine không phải là một chi tiết mà gồm nhiều chi tiết ghép lại mỗi cánh là một chi tiết chúng được gá trên mayơ cả Rotor và Stator của đa số các động cơ hiện đại đều có cơ cấu điều khiển góc đặt cánh để tăng hiệu quả làm việc

[Gladiator]

các bác ơi, em làm đồ án về lá turbine, đây là 1 chi tiết máy quan trọng trong động cơ turbine, động cơ chính giúp máy bay bay được, e có 1 câu hỏi muốn hỏi các bác là trên máy nén, tại sao có 1 dãy cánh động lại xen giữa 1 dãy cánh hướng, dãy cánh hướng có tác dụng gì ạ, mong các bác giải đáp. Em xin cảm ơn!

1 dãy cánh động cơ chính là một tầng cánh gồm có cánh tĩnh (Stator) và cánh động (Rotor)
Ta đã biết trong động cơ: không khí vào ống hút qua máy nén thấp áp qua máy nén cao áp đến buồng đốt qua tuabin và đi ra ngoài. Trong quá trình lưu thông thì dòng khí có vận tốc khá lớn.

Đối với các động cơ dành cho máy bay cỡ lớn thì máy nén đã số là máy nén dọc trục có nhiều tầng mỗi tầng gồm 1 Stator và 1 Rotor. Tại sao lại nhiều tầng là để tăng tỷ số nén trước khi đi vào buồng đốt để làm tăng hiệu suất khi cháy của hỗn hợp nhiên liệu và không khí

Chính vì có nhiều tầng cho nên sau khi đi qua 1 tầng thì áp suất của không khí đc tăng lên đồng thời dòng không khí lúc này chảy với phương không phù hợp với đầu vào của tầng tiếp theo. Chính vì thế mới có Stator có mục đích chính là để nắn dòng (điiều chỉnh lại phương của dòng trước khi đi vào Rotor của tầng tiếp theo)

Ở đây tuarbine không phải là một chi tiết mà gồm nhiều chi tiết ghép lại mỗi cánh là một chi tiết chúng được gá trên mayơ cả Rotor và Stator của đa số các động cơ hiện đại đều có cơ cấu điều khiển góc đặt cánh để tăng hiệu quả làm việc

Em cảm ơn anh nhiều lắm,ngày kia e bảo vệ đồ án về fần này có gì không hiểu,mong a giải đáp giúp em nhé,e chỉ tiếc e biết diễn đàn này muộn quá,vì ở Việt Nam mình công nghệ này vẫn còn rất mới.
Mà e làm 1 chi tiết lá turbine thật a ạ,nhưng chỉ có tính chất minh hoạ cho việc tìm hiểu thôi,chứ để chế tạo ra nó để mà sử dụng được thì chắc e phấn đấu đến già cũng không được quá.hiiiii

[Gladiator]

em muốn hỏi thêm a là a có thể cho e biết cụ thể về nhiệt độ của từng bộ phận được ko ạ,máy nén,buồng đốt,turbine và buồng thoát khí.
Câu hỏi thứ 2 e muốn hỏi là,turbine lúc đầu đã quay chưa(có ng nói do có động cơ điện đã là quay nó..)nhưng e muốn biết là turbine quay trước làm gì ạ,hay nó quay để làm cho máy nén quay tạo thuận lơi cho việc hút không khí.
Câu hỏi thứ 3 là về bản chất cánh quạt ở máy nén và cánh quạt ở turbine là khác nhau.Cụ thể sự khác nhau đó là gì.Mong a giải đáp.Em xin chân thành cảm ơn

[stevi]

em muốn hỏi thêm a là a có thể cho e biết cụ thể về nhiệt độ của từng bộ phận được ko ạ,máy nén,buồng đốt,turbine và buồng thoát khí.
Câu hỏi thứ 2 e muốn hỏi là,turbine lúc đầu đã quay chưa(có ng nói do có động cơ điện đã là quay nó..)nhưng e muốn biết là turbine quay trước làm gì ạ,hay nó quay để làm cho máy nén quay tạo thuận lơi cho việc hút không khí.
Câu hỏi thứ 3 là về bản chất cánh quạt ở máy nén và cánh quạt ở turbine là khác nhau.Cụ thể sự khác nhau đó là gì.Mong a giải đáp.Em xin chân thành cảm ơn

____________________________
Câu 1:cái này bạn phải tính cả chu trình nhiệt động mới ra đc các thông số cho từng tầng,với mỗi loại đâu giống nhau mà đưa ra đc.Tùy vào thông số mà thầy giáo cho ban đầu hoặc bạn tự sướng,sau nhiều bước tính toán mới phụt ra đc mấy thứ ấy.

Câu 2:Mình đưa ra quy trình hoạt động của động cơ phản lực để bạn nắm rõ hơn:



Động cơ phản lực khởi động theo các bước sau:

1. Động cơ điện quay bộ cánh nén và cánh turbine đạt đến một vận tốc nhất định (tùy thuộc vào động cơ)
2. Bơm nhiên liệu bơm nhiên liệu với áp suất cao và tạo thành sương mù trong buồng đốt.
3. Không khí sau khi qua bộ cánh nén, đạt áp suất cao và nhiệt độ cao, trộn với nhiên liệu và được kích cháy bằng bugi.
4. Hỗn hợp khí tăng thể tích và khối lượng được đẩy ra ngoài làm quay turbine, cánh turbine được nối trực tiếp với bộ cánh nén cao áp và quy trình được khép kín, không cần hỗ trợ của động cơ điện nữa.
5. Hỗn hợp khí thoát ra ngoài với tốc độ cao tạo lực đẩy.

Câu 3:Tớ thấy về bản chất thì nó...chả có gì khác nhau cả(ko biết có gì sai ko).Quá trình tính toán,thiết kế hoàn toàn giống nhau,chỉ có kích thước khác nhau ở từng tầng.Điểm đc cho là khác nhau nhiều nhất giữa cánh turbine và cánh máy nén nằm ở công dụng của 2 cánh này trái ngược nhau.Cánh máy nén dùng để nén khí lại,tạo áp suất lớn và làm giảm vận tốc dòng khí,giúp KK đi vào buồng đốt đủ chậm để cháy hết.
Trong khi đó,cánh Turbine có tác dụng chắn dòng khí phụt ra từ buồng đốt,dùng nó tạo lực làm quay trục cánh quạt(kiểu như bánh xe nước).Phản lực này là tác nhân của 80% lực đẩy trong ĐC 2 luồng,còn KK ra thẳng ống xả chỉ chiếm 20%.Cánh turbine do đó được chế tạo với độ cong lớn hơn,nhiều cánh hơn chủ yếu để hứng được luồng phụt vào nhiều hơn.

PS:chế tạo cánh quạt nghe thì dễ nhưng lại rất khó.KO chỉ cánh quạt mà gần như tất cả CN cao bjo` đều ăn nhau ở những cái tiểu tiết chứ ko phải nguyên lý hoạt động.Đối với cánh turbine hiện nay,các nước chủ yếu giữ bí mật vật liệu và tâm xâu cánh với nhau.
_______________
Mình cũng chỉ là sv thôi,đây là suy nghĩ của mình để bạn tham khảo,bạn nên tham khảo các thầy giáo của mình trc nhé,lỡ sai thì mình ko chịu đâu

[admin]

em muốn hỏi thêm a là a có thể cho e biết cụ thể về nhiệt độ của từng bộ phận được ko ạ,máy nén,buồng đốt,turbine và buồng thoát khí.
Câu hỏi thứ 2 e muốn hỏi là,turbine lúc đầu đã quay chưa(có ng nói do có động cơ điện đã là quay nó..)nhưng e muốn biết là turbine quay trước làm gì ạ,hay nó quay để làm cho máy nén quay tạo thuận lơi cho việc hút không khí.
Câu hỏi thứ 3 là về bản chất cánh quạt ở máy nén và cánh quạt ở turbine là khác nhau.Cụ thể sự khác nhau đó là gì.Mong a giải đáp.Em xin chân thành cảm ơn

Nhiệt độ và áp suất có thể xem ở ảnh dưới đây! Còn muốn chi tiết thì tải File đính kèm về tham khảo thêm.


Trong hình vẽ trên mặt cắt 0 đến 3 là quạt và máy nén
mặt cắt 3 đến 4 là buồng cháy
mặt cắt 4 - 9 là tuabin và ống xả

[stevi]

em muốn hỏi thêm a là a có thể cho e biết cụ thể về nhiệt độ của từng bộ phận được ko ạ,máy nén,buồng đốt,turbine và buồng thoát khí.
Câu hỏi thứ 2 e muốn hỏi là,turbine lúc đầu đã quay chưa(có ng nói do có động cơ điện đã là quay nó..)nhưng e muốn biết là turbine quay trước làm gì ạ,hay nó quay để làm cho máy nén quay tạo thuận lơi cho việc hút không khí.
Câu hỏi thứ 3 là về bản chất cánh quạt ở máy nén và cánh quạt ở turbine là khác nhau.Cụ thể sự khác nhau đó là gì.Mong a giải đáp.Em xin chân thành cảm ơn

Nhiệt độ và áp suất có thể xem ở ảnh dưới đây! Còn muốn chi tiết thì tải File đính kèm về tham khảo thêm.


Trong hình vẽ trên mặt cắt 0 đến 3 là quạt và máy nén
mặt cắt 3 đến 4 là buồng cháy
mặt cắt 4 - 9 là tuabin và ống xả

----------------------------
cái này thì bạn phải xin cả chu trình của rồi,liệu có giống của bạn ko?Nếu ko thì thay vào mà tính lại.

[admin]

Câu 2: Ta đã biết nguyên lý hoạt động của động cơ khí là biến nhiệt năng thành cơ năng. Dòng không khí bị nén lại bởi máy nén, được trộn với nhiên liệu và đốt cháy thành nhiệt năng và gãn nở qua tuabin để biến nhiệt năng thành cơ năng làm quay tuabin.
Khi động cơ hoạt động thì máy nén quay được là do máy nén và tuabin được nối đồng trục có nghĩa là máy nén quay được là do tuabin quay trước. Vấn đề ở đây là sau khí hỗn hợp nhiên liệu và không khí được đốt cháy và giãn nở thì mới làm tuabin quay. Vậy ban đầu cái gì làm tua bin quay?? Chính là quá trình khởi động, Ban đầu người ta dùng động cơ điện (Có thể moto điện hoặc động cơ khí ...) làm quay tua bin và máy nén của động cơ khi quay như thế thì máy nén hoạt động, máy nén sẽ hút và nén không khí và đưa vào buồng cháy và thực hiện quá trình cháy. Sau một thời gian thì động cơ có thể tự hoạt động được ---> Đây chính là quá trình mồi động cơ.

Câu 3: Bản chất thì cánh quạt máy nén và cánh quạt tuabin là khác nhau vì chúng có nhiệm vụ khác nhau. Máy nén có nhiệm vụ nén không khí lại có nghĩa là biến cơ năng thành năng lượng dự trữ dưới dạng áp suất của không khí. Còn Tuabin thì ngược lại chúng có nhiệm vụ biến năng lượng dưới dàng nhiệt năng qua quá trình dãn nở thành cơ năng. Về mặt biên dạng thì cả hai có biên dạng (Profil) khá giống nhau Chỉ có điều Profil của Tuabin bao giờ cũng cong hơn máy nén và góc đặt cánh của Tuabin cũng lớn hơn góc đặt của máy nén để có thể hứng (chặn) được dòng càng nhiều càng tốt

[Gladiator]

Cảm ơn các bác nhiều wa,e vỡ ra được nhiều rồi.các bác ơi không biết là bảo vệ đồ án của em các thầy sẽ hỏi gì nhỉ,em làm về fần tính toán sức bền nhưng chỉ 1 mảng nào đó thôi,thầy đưa e 1 cuốn tiếng Nga và bảo dực vào đó tính toán,:((

[admin]

Mình cũng không biết bạn làm đồ án gì ở trường nào nên mình cũng không biết trả lời sao!!

[Gladiator]

Dạ,đồ án của e là:''nghiên cứu quy trình công nghệ chế tạo lá turbine trong buồng đốt động cơ J18P''
phần của e là:nghiên cứu đặc trưng hình học,tính toán sức bền.tổng quan về động cơ turbine khí,nói chung là so với e thì thấy nó hay nhưng khó vì ko có tài liệu,toàn tiếng Nga mà bác.

[Gladiator]

em muốn hỏi thêm nữa là,sau khi khí cháy được đưa vào turbine nó được jảm nhiệt độ,vậy nó được jảm bắnh cách nào ạ,em ko giấu dốt nên hơi hỏi nhiều các bác đừng ghét nhé

[the gunners]

Tớ xin giải thích câu của bạn.
Dòng khí sau khi qua buồng cháy được giãn nở ( T giảm), khi đó động năng của dòng khí ( gần 3/4 năng lượng của dòng khí ra khỏi buồng cháy) biến thành cơ năng để làm quay máy nén và quạt ( 1/4 còn lại cung cấp cho các thiết bị khác). ( Chú ý là cánh tua bin cũng có dạnh khí động để nhận năng lượng của dòng khí tốt nhất). Hay giải thích theo cách khác do quá trình giãn nở của dòng khí sau buồng cháy áp suất trong tua bin giảm. ta quan hệ PV=nRT khi P giảm dẫn tới T giảm.

[boydodan_bk]

Bạn có để ý kĩ hình vẽ mà stevi post lên không,từ buồng cháy về sau ấy? Trước khi dòng khí vào buồng cháy thì nó được trích ra một phần tử tầng 5 và tầng 9 máy nén cao áp (không biết là có đúng từ tầng 5 và 9 ko nhỉ?có khi phải xem lại đã,nhưng nếu bạn ko quan tâm thì cứ tạm biết như thế đã ).Luồng khí này có 2 nhiệm vụ : 1 là tránh hóc khí trong máy nén ,2 là để làm mát .Dòng khí được cho đi bao quanh buồng cháy và turbine bằng những cái ống để trao đổi nhiệt với 2 thứ này-> chúng đc làm mát.Khi tính toán chu trình nhiệt thì tầng đầu tiên của turbine cao áp phải đc chỉ ra là nó chịu đc nhiệt độ tối đa là bn,vì nó phụ thuộc vào vật liệu.Để hiểu rõ hơn về turbine bạn nên tìm quyển "động cơ turbine khí" của thầy Nguyến Phú Vịnh,ĐH Bách Khoa HN hoặc Gas turbines and Rockes

[Gladiator]

Tớ xin giải thích câu của bạn.
Dòng khí sau khi qua buồng cháy được giãn nở ( T giảm), khi đó động năng của dòng khí ( gần 3/4 năng lượng của dòng khí ra khỏi buồng cháy) biến thành cơ năng để làm quay máy nén và quạt ( 1/4 còn lại cung cấp cho các thiết bị khác). ( Chú ý là cánh tua bin cũng có dạnh khí động để nhận năng lượng của dòng khí tốt nhất). Hay giải thích theo cách khác do quá trình giãn nở của dòng khí sau buồng cháy áp suất trong tua bin giảm. ta quan hệ PV=nRT khi P giảm dẫn tới T giảm.

Như bạn nói là PV=nRT,nhưng tớ chưa hiểu tại buồng đốt,theo như hình Stevie và a Admin post thì Nhiệt độ tăng còn áp suất giảm,giải thick dùm nhé

[stevi]

buồng đốt có phản ứng cháy,ko tăng nhiệt độ thì chết àh .
Thiết diện buồng đốt so với vòi phun là đột mở,áp suất sẽ giảm.Do quá trình cháy sẽ làm KK nóng lên,sẽ có câu hỏi là nó có làm cho AS tăng hay ko,mức tăng này là ko đáng kể vì buồng đốt ko kín hoàn toàn mà nó còn phụt khí ra đằng sau nữa.Cái hay của cấu tạo buồng đốt là nó làm cho KK cháy từ từ theo chiều dài buồng đốt chứ ko phải cháy hết ở đầu vòi phun NL.Điều này giúp nhiệt độ ở các vách trong buồng đốt đc phân bố giãn ra giúp vật liệu bền nhiệt hơn.
ở trên boydodan nói hệ thống làm mát giúp giảm nhiệt độ dòng trong turbine nhưng đó là chưa đúng đâu.

[Gladiator]

buồng đốt có phản ứng cháy,ko tăng nhiệt độ thì chết àh .
Thiết diện buồng đốt so với vòi phun là đột mở,áp suất sẽ giảm.Do quá trình cháy sẽ làm KK nóng lên,sẽ có câu hỏi là nó có làm cho AS tăng hay ko,mức tăng này là ko đáng kể vì buồng đốt ko kín hoàn toàn mà nó còn phụt khí ra đằng sau nữa.Cái hay của cấu tạo buồng đốt là nó làm cho KK cháy từ từ theo chiều dài buồng đốt chứ ko phải cháy hết ở đầu vòi phun NL.Điều này giúp nhiệt độ ở các vách trong buồng đốt đc phân bố giãn ra giúp vật liệu bền nhiệt hơn.
ở trên boydodan nói hệ thống làm mát giúp giảm nhiệt độ dòng trong turbine nhưng đó là chưa đúng đâu.

cảm ơn Stevie 8 nhé,mai tớ bảo vệ tối mai lại dc xem LIV rồi,có j ko hiểu giải đáp dùm nha.Cảm ơn cậu nhiều lắm!

[Gladiator]

Ah mà tớ muốn hỏi thêm,mục đích của động cơ turbine là tạo lực đẩy về phía sau,vậy cái vụ mà mấy người nói do có sự chênh lệch áp suất giữa phần đầu và cuối động cơ tạo lực đẩy là thế nào,vì mình thấy cái áp suất đó không chênh lệch là bao nhiêu cả(giữa cửa hút jó và ống xả).
Thứ nữa là:với 1 vài thông số như:vận tốc rotor turbine 9500v/p,lưu lượng khí vào khoảng 105kg/s.Công suất khoảng 654kW thì mọi ng có ước lượng dc lực đẩy khoảng bao nhiêu ko,ko thì cho mình cái já trrị lực đẩy của 1 số động cơ tương tự cũng được,ko thầy mà hỏi là tớ chịu

[boydodan_bk]

Ặc,một cái turbine cho máy bay dân dụng có thể thổi bay cả 1 cái xe 4 chỗ đấy bạn ạ.bạn cho thông số như thế thì ko tính đc đâu.Ta có công thức tính lực đẩy của động cơ turbine như sau


Bạn nên tải file , đã post lên để tham khảo,trong đó muốn tính lực đẩy thì ta phải có 1 loạt các thông số
Đối với động cơ 1 luồng thì ko nói làm gì nhưng với động cơ 2 luồng thì 80% lực đẩy nằm ở luồng ngoài,luồng trong có nhiệm vụ cung cấp năng lượng cho các hoạt động khác trong máy bay như điều hòa không khí,chạy máy phát,...
Bạn muốn tìm lực đẩy của 1 số loại động cơ thì search với từ khóa "CFM-56" hoặc "GE",...đây là những hãng rất nổi tiếng

[the gunners]

"ở trên boydodan nói hệ thống làm mát giúp giảm nhiệt độ dòng trong turbine nhưng đó là chưa đúng đâu."
Ke ke trích dẫn ko chuẩn thì Em nói nó chưa đúng là điều đương nhiên happy.
Để Mình giải thích cho cái ý của em "boy đồ đần" thế này nhé:
Trong tua bin vật liệu chế tạo các lá tua bin chịu nhiệt hiện nay ko cho phép nhiệt độ >=1200K( để đảm bảo bền) khi tua bin làm việc chắc chắn có giai đoạn nó lớn hơn 1200K vì vậy cần có biện pháp làm giảm nhiệt độ các lá tua bin. Có nhiều cách làm nguội như : bằng ko khí hay bằng chất làm nguội. Thường người ta làm nguội bằng ko khí để tận dụng dòng ko khí sẵn có, đồng thời giảm được chi phí thiết kế bởi làm nguội bằng ko khí đơn giản hơn. Ko khí dùng để làm mát chính là được trích từ các tầng máy nén như "boy đồ đần" nói ở trên, Ko khí sau khi làm nguội các là tua bin thì chảy vào phần chảy của tua bin. dưới đây là sơ cụ thể



Hiếu xin lỗi bạn "boy đồ đần" đi