Приводной газотурбинный двигатель для энергоустановки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
компрессоров. При согласовании основных узлов двигателя, в первую очередь учитываются факторы, обеспечивающие максимально возможный уровень КПД узлов и достаточные запасы устойчивой работы компрессоров во всем диапазоне их работы. Кроме этого, придаётся большое значение вопросам получения приемлемого числа ступеней компрессоров и турбин, повышенного ресурса и минимальной массы узлов.
Согласование параметров компрессора и турбины проводится на ЭВМ с помощью программы Slgt2.exe, и согласно инструкциям, изложенным в методическом пособии [2]. Для возможности просмотра графического изображения получаемой проточной части ГТД в комплект введена и программа графического сопровождения fogt.exe.
Некоторые исходные данные, необходимые для раiёта, были получены при выполнении термогазодинамического раiёта.
В проектируемом двигателе: проточная часть КНД - с постоянным наружным диаметром; проточная часть КВД - с постоянным втулочным диаметром; ТВД и ТНД - с постоянным средним диаметром; свободная турбина - с постоянным втулочным диаметром.
При выборе формы проточной части компрессора низкого давления с Dн=соnst, следует учитывать рост Dср вдоль проточной части, растет напорность компрессора. При этом повышаются технологические характеристики и эксплуатационные преимущества такой формы проточной части компрессора. Следовательно, выбираем форму проточной части компрессора низкого давления с Dн=соnst.
При выборе формы проточной части компрессора высокого давления с постоянным втулочным диаметром Dвт=const следует учитывать её относительно невысокий энергообмен в ступенях и возможность реализации низкого значения относительного втулочного диаметра на выходе из КВД. Следовательно, выбираем форму проточной части компрессора высокого давления с Dвт=const.
Форма проточной части турбины выбирается из конструктивных соображений. Значение среднего коэффициента нагрузки в турбине не должно превышать величины =1,8.
Также для iёта требуются некоторые геометрические соотношения двигателя-прототипа:
Dср твд/Dк квд = 1,160- отношение среднего диаметра ТВД на выходе к наружному диаметру КВД на входе;
Dср тнд/Dк кнд = 1,100 - отношение среднего диаметра ТНД на выходе к наружному диаметру КНД на входе;
Dср тс/ Dк кнд= 1,694 - отношение среднего диаметра свободной турбины на выходе к наружному диаметру КНД на входе.
3.2 Результаты раiёта и формирование облика двигателя
Результаты согласования параметров приведены в таблице 3.1. Облик проточной части двигателя изображён на рисунке 3.1.
Таблица 3.1 - Результаты согласования компрессоров и турбин
Формирование облика ГГ и ТC ГТД-2-1 ( КВД - ОК или ОЦК )
Исходные данные:уд= 244.3 Сe = .2083 КПДк= .8340 КПДтк= .9070к = 458030. Lтк*= 497790. Lтс*= 244300. КПДтс= .9150г =1191.9 Kг =1.3176 Cpв =1037.4 Kв =1.3825= 17300. Gв = 70.81в = .477 Dсртн/Dк =1.100 Dсртc/Dк =1.694во= .915 D1цс/Dкко=1.000 D2цc/Dко =1.000цс/D2цс=1.000 Dсpтв/Dко=1.160кн/Lк = .380 КПДкн* = .876 Sркнв = .995ок/Lкв=1.000 КПДок* = .864 Sркоц =1.000тс =5.600 Sртвн =1.000 Sртнс = .990к = 330.0 Uквд = 375.0
Результаты pаiета:
* КНД * Кф = 1 Zк = 9.к*= 172311. Пiк*= 4.382 КПД*= .8760 Uк = 330.0к = .8109 dob = .4770 dok = .8398 Hzc= .1758нд = 7772.
* ОК ВД * Кф = 3 Zк =10.к*= 281139. Пiк*= 4.496 КПД*= .8644 Uк = 375.0к = .7497 dob = .8250 dok = .9149 Hzc= .2211вд = 9553.
* ТВД * Кф = 2 Zт = 1.т*= 308630. Пiт*= 2.664 КПД*= .9070 (h/D)г= .0673ср= 435.0 Mz = 1.631 Dcр = .8696 (h/D)т= .0833р = 157.6 Tw* =1177.4
* ТHД * Кф = 2 Zт = 1.т*= 189160. Пiт*= 2.095 КПД*= .8853 (h/D)г= .0792ср= 363.0 Mz = 1.436 Dcр = .8920 (h/D)т= .1303р = 171.7 Tw* = 994.6
* ТC * Кф = 3 Zт = 4.т*= 244300. Пiт*= 3.096 КПД*= .9150 (h/D)г= .0701ср= 208.9 Mz = 5.600 Dcр =1.3733 (h/D)т= .1292р = 56.4 Tw* = 752.7 nтс = 3000.
Сечение\Паpаметp: T* : P* : C : C/акp : F
: K : Па : м/с : --- : кв.м
в - в 288. 98285. 170.0 .5487 .3990
к кнд - к кнд 454. 430649. 150.0 .3856 .1522
в квд - в квд 454. 428496. 165.0 .4242 .1410
к - к 725. 1926400. 135.0 .2747 .0585
г - г 1357. 1832000. 95.0 .1427 .1600
т твд - т твд 1098. 687616. 170.0 .2838 .1979
г тнд - г тнд 1098. 687616. 170.0 .2838 .1979
т тнд - т тнд 939. 324970. 190.0 .3430 .3258
г тс - г тс 939. 321720. 170.0 .3069 .3641
т - т 734. 104980. 200.0 .4083 .7654
н1 Dcp1 Dвт1 Dн2 Dcp2 Dвт2 ZстНД .8109 .6353 .3868 .8109 .7488 .6810 9.
ОK ВД .7497 .6872 .6185 .6760 .6479 .6185 10.Д .9282 .8696 .8111 .9421 .8696 .7972 1.НД .9627 .8920 .8214 1.0083 .8920 .7758 1.1.3761 1.2860 1.1959 1.5507 1.3733 1.1959 4
Рисунок 3.1 - Схема проточной части двигателя
В результате раiета сформирован облик двигателя. Выбрана конструктивно сложная схема ГТД с двухвальным газогенератором и свободной (силовой) турбиной. Такая схема обеспечивает приемлемые значения параметров на нераiетных режимах, требует меньшей мощности запуска. КНД имеет форму проточной части с постоянным наружным диаметром, с 9 ступенями; КВД - с постоянным втулочным диаметром, с 10 ступенями.
Компрессор низкого давления состоит из девяти ступеней, малонагруженный (zc =0,1758), имеет значение =0,8760.
Компрессор высокого давления состоит из десяти ступеней, средненагруженный (zc =0,2211), имеет значение =0,8644.
Относительный диаметр втулки на выходе из последней ступени КВД к = 0,9149, что не превышает допустимого к доп =0,92.
Турбина высокого давления, одноступенчатая, высоконагруженная (Mz=1,631), имеет значение =0,9070, обеспечивается условие (h/D)г=0,0673>0,065.
Турбина низкого давления, одноступенчатая, средненагруженная (Mz=1,436), имеет значение =0,8853.
Силовая турбина, четырехступенчатая, средненагруженная (Mz=1,4), имеет значение =0,9150, обеспечивается условие (h/D)т=0,1292<0,25.
Расiитаны значения: Т*, Р*, С в основных сечениях двигателя, а также площади этих сечений.
Данные, полученные при согласовании, станут основой для проектирования основных узлов двигателя. Результаты согласования не являются окончательными, а будут изменяться на дальнейших этапах раiёта при проектировании и доводке компрессора, турбин.