Охлаждение лопатки турбины высокого давления
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
>
или
Отсюда
Эта формула применима если изменение коэффициента теплоотдачи не превышает 10%. В нашем случае это изменение составляет 8% поэтому формула применима для раiета новых расходов воздуха через каналы Gв2:
Результаты раiета представлены в таблице 6.1:
Таблица 6.1-Результаты переiета расходов воздуха
Nканала,, кг/с,, кг/с15547,7667,66E-035991,5878,44E-0325458,4217,32E-035895,0948,06E-0335449,0897,89E-035895,8168,71E-0345798,2627,87E-036262,1238,66E-03
Тогда суммарный расход воздуха через лопатку будет равен:
кг/с;
Расход воздуха на охлаждение всего РК:
кг/с;
Уточняем величину отбора воздуха на охлаждение всего РК:
7. Определение количества циклов до разрушения
Определение количества циклов до разрушения производим, используя универсальную модель малоцикловой усталости Мэнсона:
.
Рисунок 7.1-Циклограмма нагружения лопатки
Предполагаем, что деформации происходят в упругой зоне, тогда левым слагаемым можно пренебречь. Максимальная температура в критической точке (точка № 64) составляет 1081,3; максимальное напряжение - 698,82 МПа. Для материала ЖС-32 при Т=1081,3C предел временной прочности составляет 909,2 (МПа). Для пульсирующего цикла амплитудное напряжение равно среднему . Величина среднего напряжения (см. рисунок 7.1) равна половине максимального напряжения цикла: .
Тогда , т.е.
.
8. Описание конструкции лопатки
Рабочие лопатки первой ступени охлаждаются воздухом, отбираемым из-за 7-й ступени КВД.
Рабочая лопатка состоит из хвостовика, ножки, пера и бандажной полкой с гребешком. Воздух на охлаждение подводится к хвостовику, проходит по радиальным каналам в теле пера лопатки и выходит через отверстия на бандажной полке в тракт.
В каждом пазу диска устанавливается по две лопатки - левая и правая.
Между раiетными сечениями профиля лопатки выполняется плавный переход.
Центры тяжести раiетных сечений располагаются на радиально направленном луче, проходящем через центр тяжести корневого сечения.
Выполнение бандажной полки вызвано стремлением повысить вибропрочность детали. На внешней поверхности полки предусмотрен гребень лабиринтного уплотнения для уменьшения перетекания газа и повышения КПД турбины.
Лопатку получают методом литья с направленной кристаллизацией из жаропрочного сплава ЖС-32.
Замок лопатки - елочный, упрочненный.
Таблица 8.1 - Данные для вычерчивания профилей на втулочном и периферийном радиусах лопатки
Профилирование лопатки РК по радиусу
-----------------------------------------------------------
Паpаметp | Сечение по высоте лопатки
| 1(пеp) 2 3(сp) 4 5(вт)
-----------------------------------------------------------
ro 1.000 .9701 .9401 .9102 .8802
-----------------------------------------------------------
Паpаметp | Сечение по высоте лопатки
| 1(пеp) 2 3(сp) 4 5(вт)
-----------------------------------------------------------
b 31.40 31.40 31.40 31.40 31.40 26.58 25.78 24.99 24.19 23.40/b .8465 .8211 .7958 .7705 .7451
i 3.657 5.695 6.948 8.481 8.384 .1226 .1438 .1649 .1854 .2049 .1800 .1900 .2000 .2100 .2200 .2877 .2858 .2839 .2830 .2811l 69.00 65.00 61.00 58.00 54.00l 20.91 20.89 20.87 20.85 20.83 43.97 45.97 48.23 50.10 52.83 1.410 1.490 1.570 1.650 1.730 .4600 .4600 .4600 .4600 .4600
Число pабочих лопаток - 76. шт.
Таблица 8.2 - Данные для вычерчивания замка лопатки
№ СечРазмеры зуба, ммРазмеры хвостовика, ммhi, мм?i, мме, ммa, ммb, ммRц. т. х, ммVхj, мм315,555,240,5314,7630280,333,6325,555,240,5311,8530274,252,7435,555,240,53930268,882,27
Выводы
1.Была разработана конструкция охлаждаемой лопатки первой ступени турбины высокого давления ТРДД. По ходу проекта был выбран тип охлаждения - конвективный.
2.Критическая точка №64 находится на выходной кромке:
, что соответствует ресурсу лопатки 333 часа.
Количество циклов до разрушения
Литература
1.А.В. Олейник, С.Ю. Шарков, "Раiет теплового и термонапряженного состояния охлаждаемых лопаток турбин", Харьков "ХАИ", 1995г.