SU1749512A1

SU1749512A1 - Gas-turbine engine air cleaner

Info

Publication number: SU1749512A1
Application number: SU904785058A
Authority: SU
Inventors: Владимир Леонидович Химич; Галей Гумерович Еникеев; Ринат Мансурович Гузаиров; Гаяз Закирович Шарипов; Заниль Мухаметгалиевич Галямов
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1990-01-22
Filing date: 1990-01-22
Publication date: 1992-07-23

Abstract

Использование: защита ГТД от попадани капель морской воды. Сущность изобре- тени : центральное тело входного устройства ГТД в области максимального диаметра снабжено кольцевой щелью и трубками отсоса, установленными по ее периметру . Концы трубок отсоса выполнены со срезом по поверхности вращени , концентричной оси воздухоочистител , и расположены на входе в отводной канал. 1 ил.Use: protection of the CCD from dropping sea water. The essence of the image: the central body of the GTE input device in the area of maximum diameter is provided with an annular gap and suction tubes installed along its perimeter. The ends of the suction tubes are made with a cut along the rotational surface, concentric with the axis of the air cleaner, and are located at the entrance to the drain channel. 1 il.

Description

Изобретение относитс к устройствам дл отделени частиц жидкости от газов и предназначено дл защиты ГТД от попадани капель морской воды.The invention relates to devices for separating liquid particles from gases and is intended to protect the CCD from the ingress of sea water droplets.

Известны воздухоочистители газотурбинных двигателей, в которых основными элементами вл ютс наружный криволинейный кожух и центральное тело, образующие криволинейный канал входного устройства, где происходит отклонение частиц жидкости от линий тока несущего потока , осаждение на поверхности центрального тела, последующее их улавливание и удаление в атмосферуAir purifiers of gas turbine engines are known, in which the main elements are the outer curved casing and the central body, which form the curvilinear channel of the inlet device, where the fluid particles deviate from the flow lines of the main body, trapping them on the surface of the central body, their subsequent capture and removal into the atmosphere

Недостатком известных устройств вл ютс присущие им из-за больших относи- тельных диаметральных размеров цен рального тела невысокие аэродинзми; ческие свойства, обусловливающие их плохие эксплуатационные характеристики.A disadvantage of the known devices is inherent in them due to the large relative diametral sizes of the central body, low aerodynamics; chesky properties that contribute to their poor performance.

Наиболее близким к изобретению вл етс воздухоочиститель газотурбинного двигател , включающий криволинейный канал входного устройства, образованный внешним обтекателем, воздухозаборной трубой и центральным телом, максимальный диаметр которого больше диаметра воздухозаборной трубы, и отводной канал, образованный внешним обтекателем и корпусом двигате™, при этом центральное тело на максимальном диаметре имеет элементы, образующие сужающиес щели, а на границе этих элементов центральное тело имеет уступ.Closest to the invention is a gas turbine engine air cleaner comprising a curved inlet channel of the device formed by an external fairing, an air intake pipe and a central body, the maximum diameter of which is larger than the diameter of the air intake pipe, and a diversion channel formed by an external fairing and body of the engine ™, while the central body at the maximum diameter it has elements forming narrowing slits, and at the border of these elements the central body has a step.

Недостатком данного устройства вл етс зависимость устойчивости течени жидких пленок, образованных капл ми жидкости, осевшими на поверхность центрального тела, от р да факторов, в частности от скорости и степени турбулентности несущего потока, толщины жидкой пленки и некоторых других.The disadvantage of this device is the dependence of the flow stability of liquid films formed by liquid droplets deposited on the surface of the central body, on a number of factors, in particular, on the speed and degree of turbulence of the carrier flow, the thickness of the liquid film and some others.

В данном устройстве жидка пленка срываетс с уступа центрального тела, образу капли такого размера, которые вследствие инерционного отставани от несущегоIn this device, the liquid film is torn from the ledge of the central body, forming droplets of a size that, due to the inertial lag from the carrier

&&

ЈJ

VIVI

4 О4 o

сл юthe next

потока не попадают в проточную часть двигател , при этом диаметр центрального тела должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить попадание сорвавшихс с уступа центрального тела капель в отводной канал двигател Однако на максимальном диаметре центрального тела поток сильно разгон етс , вызыва интенсивное дробление срывающихс с уступа центрального те- ла капель (вли ние числа Вебера), вследствие чего их диаметры будут иметь различные значени , подчин ющиес определенному закону распределени .the flow does not get into the flow part of the engine, and the diameter of the central body must be large enough to ensure that the droplets that have broken from the ledge of the central body fall into the engine outlet channel. However, at the maximum diameter of the central body, the flow accelerates strongly, causing intense splitting - la drops (influence of the Weber number), as a result of which their diameters will have different values, subject to a certain distribution law.

С уменьшением диаметров капель, сорвавшихс с уступа центрального тела, количество жидкости, попадающей в двигатель, будет увеличиватьс .As the diameters of the droplets that have fallen off the ledge of the central body decrease, the amount of fluid entering the engine will increase.

Кроме того, элементы, образующие сужающиес щели, и уступ на центральном теле вызывают отрывные влени и вихре- образование в этой зоне, что приводит к усилению неравномерности пол скоростей и пульсаци м потокаIn addition, the elements forming tapering slits and the ledge on the central body cause tearing and vortex formation in this zone, which leads to an increase in the non-uniformity of the velocity field and the flow pulsations

Описанные выше факторы обусловливают невысокие аэродинамические свойства, низкую эффективность влагоудалени , а следовательно, и плохие эксплуатационные характеристики воздухоочистител газотурбинного двигател .The factors described above are responsible for the low aerodynamic properties, low efficiency of moisture removal, and, consequently, poor performance of the air cleaner of the gas turbine engine.

Цель изобретени - улучшение эксплуатационных характеристик воздухоочистител газотурбинного двигател путем увеличени , степени очистки воздуха за счет повышени эффективности транспортировки уловленной влаги или улучшени аэродинамических свойств.The purpose of the invention is to improve the performance characteristics of a gas turbine engine air cleaner by increasing the degree of air purification by increasing the efficiency of transporting trapped moisture or improving aerodynamic properties.

Указанна цель достигаетс тем, что в воздухоочистителе газотурбинного двигател , включающем криволинейный канал входного устройства, образованный внешним обтекателем, воздухозаборной трубой и центральным телом, максимальный диаметр которого больше диаметра воздухозаборной трубы, и отводной канал, образованный внешним обтекателем и корпусом двигател , центральное тело в области максимального диаметра снабжено кольцевой щелью, образующа которой выполнена плавно переход щей в образующую центрального тела, и трубками отсоса, установленными по периметру кольцевой щели и сообщающимис с полостью кольцевой щели вблизи точки сопр жени образующих щели и центрального тела, при этом концы трубок отсоса выполнены со срезом по поверхности вращени , концентричной оси воздухоочистител , и расположены на входе в отводной канал.This goal is achieved in that the gas turbine engine air cleaner includes a curved inlet channel formed by an external fairing, an air intake pipe and a central body, the maximum diameter of which is larger than the diameter of the air intake pipe, and a bypass channel formed by an external fairing and an engine body, a central body in the area the maximum diameter is provided with an annular gap, forming which is made smoothly passing into the forming central body, and suction tubes anovlennymi perimeter annular gap and communicating with the cavity near the point of the annular gap forming the coupling slits and the central body, wherein ends of the suction tubes are made with a cut on the surface of rotation concentric to the axis of air cleaner, and arranged at the inlet of the discharge channel.

Выполнение на центральном теле в области максимального диаметра кольцевойRunning on the central body in the area of maximum ring diameter

щели, образующа которой выполнена плавно переход щей в образующую центрального тела, позвол ет улавливать жидкость , осевшую на переднюю поверхностьthe slit forming which is made smoothly transforming into forming the central body, allows to capture the liquid deposited on the front surface

центрального тела и стекающуюс в эту область под воздействием потока.central body and flowing into this area under the influence of flow.

Выполнение по периметру кольцевой щели трубок отсоса, сообщающихс с полостью кольцевой щели вблизи точки сопр жени образующих щели и центрального тела и оканчивающихс на входе в отводной канал, позвол ет принудительно удал ть жидкость из полости кольцевой щели в отводной канал посредством эжекции, обусловленной обтеканием трубок отсоса самим же несущим потоком.Running around the perimeter of the annular gap of suction tubes communicating with the annular slot cavity near the junction point of the forming gap and the central body and ending at the entrance to the branch duct, allows the fluid from the cavity of the annular slot to be forcibly removed into the branch duct through ejection caused by the suction tubes by the flow itself.

Выполнение на концах трубок отсоса срезов по поверхности вращени , концентричной оси воздухоочистител , обеспечивает максимальный перепад давлений на противоположных концах трубок отсосаExecution at the ends of the suction tubes of the cuts along the rotational surface, concentric with the axis of the air cleaner, ensures maximum pressure drop at the opposite ends of the suction tubes

Таким образом, вводима совокупность центрального тела, кольцевой щели и трубок отсоса позвол ет осуществл ть транспортировку жидкости независимо от диаметра центрального тела, который в этом случае выбираетс из услови обеспечени осаждени частиц жидкости и получаетс меньшим, чем в известномThus, the input set of the central body, the annular gap and the suction tubes allows the transport of fluid regardless of the diameter of the central body, which in this case is chosen from the condition of ensuring the deposition of fluid particles and is smaller than in the known

устройстве. Очевидно, что, при прочих равных услови х, аэродинамические свойства воздухоочистител с меньшим диаметром центрального тела будут лучше, чем у воздухоочистител с большим диаметрмо центрального телаdevice. It is obvious that, other things being equal, the aerodynamic properties of an air cleaner with a smaller diameter of the central body will be better than that of an air cleaner with a larger diameter of the central body.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.The drawing shows the proposed device.

Воздухоочиститель ГТД включает криволинейный канал 1 входного устройства, образованный внешним обтекателем 2, воздухозаборной трубой 3 и центральным телом 4, максимальный диаметр которого больше диаметра воздухозаборной трубы 3,The air cleaner GTE includes a curved channel 1 of the input device, formed by an external fairing 2, an air intake pipe 3 and a central body 4, the maximum diameter of which is larger than the diameter of the air intake pipe 3,

и отводной канал 5, образованный внешним обтекателем 2 и корпусом двигател . Центральное тело 3 в области максимального диаметра снабжено кольцевой щелью 6, образующа которой выполнена плавно переход щей в образующую центрального тела 4, и трубками отсоса 7, установленными по периметру кольцевой щели 6, и сообщающимис с полостью кольцевой щели б вблизи точки сопр жени образующих щели 6 иand a bypass channel 5 formed by an external fairing 2 and an engine body. In the area of maximum diameter, the central body 3 is provided with an annular slot 6, which forms a smooth transition into the forming central body 4, and suction tubes 7 installed along the perimeter of the annular gap 6 and which connect with the cavity of the annular gap b near the junction point of the forming slots 6 and

центрального тела 3. Концы трубок отсоса 7 выполнены со срезом по верхности вращени , концентричной оси воздухоочистител , и расположены на входе в отводной канал 5.the central body 3. The ends of the suction tubes 7 are made with a cut of the surface of rotation, concentric with the axis of the air cleaner, and are located at the entrance to the bypass channel 5.

Воздухоочиститель ГТД работает следующим образом.The air cleaner GTE works as follows.

Воздух со взвешенными в нем капл ми жидкости всасываетс двигателем и попадает в криволинейный канал 1 входного устройства , где капли жидкости вследствие своей инертности отклон ютс от линий тока несущего потока. Часть капель осаждаетс на поверхности центрального тела 4, а часть попадает в отводной канал 5. Осевша на поверхность центрального тела 4 жидкость стекаетс пЬд воздействием потока в область максимального диаметра центрального тела 4 и улавливаетс кольцевой щелью б, откуда удал етс через трубки отсоса 7 в поток воздуха отводного канала 5Air with liquid droplets suspended in it is drawn in by the engine and enters the curvilinear channel 1 of the inlet device, where the liquid droplets due to their inertia deviate from the flow lines of the carrier stream. A part of the droplets is deposited on the surface of the central body 4, and a part falls into the bypass channel 5. After settling on the surface of the central body 4, the fluid flows under the influence of the flow into the region of the maximum diameter of the central body 4 and is caught by the annular gap b, from where it is removed through the suction tubes 7 to the flow air outlet channel 5

Предлагаемый воздухоочиститель ГТД позвол ет увеличить, при прочих равных услови х , степень очистки воздуха перед двигателем за счет повышени эффективности транспортировки уловленной влаги или улучшить аэродинамических свойств при одинаковой, по сравнению с прототипом, степени очистки воздухаThe proposed GTE air cleaner allows to increase, ceteris paribus, the degree of air purification in front of the engine by increasing the efficiency of transporting trapped moisture or improving aerodynamic properties with the same degree of air purification as compared to the prototype

2121

Claims

The invention of an air cleaner of a gas turbine engine of fluid particles, including a curved channel of the input device,

formed by an external fairing, an air intake pipe and a central body, the maximum diameter of which is larger than the diameter of the air intake pipe, and a diversion channel formed by an external fairing and an engine body are distinguished by the fact that the central body in the region the maximum diameter is provided with an annular gap, forming

which is made of a central body, which smoothly transforms into the forming body, and suction tubes, an annular gap installed along the perimeter and communicating with the annular gap cavity near the interface point

forming the slit and the central body, with the ends of the suction tubes made with a cut on the surface of rotation, concentric axis of the air cleaner, and located at the entrance to the drain channel.