Охлаждение лопатки турбины высокого давления

Дипломная работа - Разное

Другие дипломы по предмету Разное



?е о разбивке профиля лопатки в среднем сечении на сетку конечных элементов - IGOR. set. Результат программа заносит в файл IGOR0. tеm. Для визуального просмотра температурного поля запускаем программу Изображение поля Izol. exe, которая осуществляет построение на экране монитора до 16 изолиний поля параметра, расiитанного в узлах триангуляционной сетки (рисунок 6.1). Заносим в командную строку поочередно следующие файлы: Izol. exe IGOR. set IGOR0. tem

Рисунок 6.1 - Распределение изотермических полей температур в неохлаждаемой лопатке.

6.2 Раiет термонапряженного состояния неохлаждаемой лопатки

Раiет термонапряженного состояния выполняем с помощью программы GRID3. EXE. Исходный файл SETAX. DAT (см. подпункт 5.3).

После запроса указываем имя файла, содержащего данные о температурном поле лопатки (IGOR0. tem). Результат будет занесен в файл с именем IGOR0. sig. Для визуального просмотра поля напряжений (рисунок 6.2). заносим в командную строку поочередно следующие файлы:

Izol. exe IGOR. set Sig. dat

Рисунок 6.2-Поле напряжений в неохлаждаемой лопатке

Для определения критической точки в сечении лопатки и минимального коэффициента запаса прочности запускаем файл ANALYZE. EXE. Выбираем результаты раiета для анализа: на данном этапе - это IGOR. sig и IGOR0. sig

Анализ термонапряженного состояния охлаждаемой лопатки помещен на рисунках 6.3 и 6.4.

Рисунок 6.3 - Максимальные напряжения и минимальный запас прочности без ползучести при ресурсе ? = 333 часов.

Рисунок 6.4 - Диаграмма Т - ?" для 333 часов.

Анализируя полученную диаграмму делаем вывод что для увеличения запаса прочности в критической точке необходимо увеличивать расход охлаждающего воздуха.

6.3 Раiет температурного поля оптимизированной лопатки

Увеличиваем коэффициенты теплоотдачи во всех каналах на 8%.

Создаем файл исходных данных IGOR1. tm:

1 - тип задачи (стационарная, плоская)

10 - количество отрезков задания теплоотдачи

19 63 93 108 111 135 156 178 206

,396 - коэффициент теплоотдачи на входной кромке

,753 - коэффициент теплоотдачи на ламинарном участке спинки

,547 - коэффициент теплоотдачи на турбулентном участке спинки

,765 - коэффициент теплоотдачи на ламинарном участке корытца

,844 - коэффициент теплоотдачи на турбулентном участке корытца

,396 - коэффициент теплоотдачи на входной кромке

.587 - коэффициент теплоотдачи в 1-м канале

.094 - коэффициент теплоотдачи в 2-м канале

.816 - коэффициент теплоотдачи в 3-м канале

.123 - коэффициент теплоотдачи в 4-м канале

2 - количество отрезков задания температуры среды

206 - границы отрезков задания температуры среды

,5 - "греющая" температура, 0С

,1 - "охлаждающая" температура, 0С

700 1000 - ожидаемая температура лопатки, 1-я и 2-я температуры задания теплофизических свойств материала

- коэффициент теплопроводности при 1-й температуре (700?С)

- коэффициент теплопроводности при 2-й температуре (1000?С)

- стАв? при 1-й температуре (700?С)

- стАв? при 2-й температуре (1000?С)

После сохранения файла запускаем программу Раiет температурного поля GRID2. EXE. Результаты раiета IGOR1. tеm.

Указываем IGOR1. tm и имя файла, содержащего данные о разбивке профиля лопатки в среднем сечении на сетку конечных элементов - IGOR. set. Результат программа заносит в файл IGOR1. tеm. Для визуального просмотра температурного поля запускаем программу Изображение поля Izol. exe, которая осуществляет построение на экране монитора до 16 изолиний поля параметра, расiитанного в узлах триангуляционной сетки (рисунок 6.1). Заносим в командную строку поочередно следующие файлы: Izol. exe IGOR. set IGOR1. tem

Рисунок 6.5 - Распределение изотермических полей температур в оптимизированной лопатке.

6.4 Раiет термонапряженного состояния неохлаждаемой лопатки

Раiет термонапряженного состояния выполняем с помощью программы GRID3. EXE. Исходный файл SETAX. DAT (см. подпункт 5.3).

После запроса указываем имя файла, содержащего данные о температурном поле лопатки (IGOR0. tem). Результат будет занесен в файл с именем IGOR0. sig. Для визуального просмотра поля напряжений (рисунок 6.2). заносим в командную строку поочередно следующие файлы:

Izol. exe IGOR. set Sig. dat

Рисунок 6.6-Поле напряжений в оптимизированной лопатке

С помощью программы ANALIZ. EXE определяем точки с максимальными напряжениями и точки минимальным запасом прочности

Рисунок 6.7 - Максимальные напряжения и минимальный запас прочности без ползучести при ресурсе ? = 333 часов.

Минимальный запас прочности имеет точка №64-1,302 т.е. лопатка удовлетворяет нормам прочности

6.5 Переiет расходов воздуха через каналы охлаждения для обеспечения новых значений коэффициентов теплоотдачи

Для раiета новых значений расходов воздуха воспользуемся следующими критериальными уравнениями:

, ,

Где - число Нуссельта для охлаждающего воздуха;

-число Рейнольдса для охлаждающего воздуха;

-суммарный поправочный коэффициент учитывающий влияние различных факторов;

-коэффициент теплоотдачи;

-гидравлический диаметр канала;

-коэффициент теплопроводности;

-расход воздуха через канал;

-динамическая вязкость воздуха;

-периметр канала;

После алгебраических преобразований получим