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