Разработка конструкции компрессора высокого давления ТРДДФсм для легкого фронтового истребителя на базе существующего ТРДДФсм РД-33
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ыборе формы необходимо учесть, что при повышении Dср резко возрастают окружные скорости на периферии лопаток, а значит и напряжения на лопатках ступени. При Dср=const угол раскрытия проточной части турбины уменьшается, что способствует безотрывному течению потока по тракту турбины и повышению КПД. Таким образом, выбираем форму проточной части турбины с постоянным средним диаметром Dср=const.
Значение среднего коэффициента нагрузки в турбине не должно превышать величины =1.8 для обеспечения осевого выхода потока.
В записке результаты согласования компрессора и турбины представлены в табл. 1.3.1.
При выполнении расчетов по формированию облика ГТД определяются: форма проточной части, частоты вращения роторов и число ступеней каскадов лопаточных машин.
Графическое изображение проточной части газогенератора ТРДДсм (выполненного по схеме ТРДДсм-2), приведено на рис. 1.3.1.
Рисунок 1.3.1 - Схема проточной части двигателя
Таблица 1.3.1 - Результаты согласования компрессора и турбины
Формирование облика ГГ и ТВК ТРДД-2 ( КВД - ОК или ОЦК )
Исходные данные:
Руд = 760.3 Суд = .0757 КПДк= .8599 КПДтк= .8730
Lк = 331400. Lтк*= 375800. Lтв*= 229100. КПДтв= .8750
Lв2 = 153000. Lв1 = 153000. КПД2= .8700 КПД1 = .8720
Cpг =1265.0 Kг =1.2940 Cpв =1008.0 Kв =1.3980
Р = 86440. Gво = 76.43 Gв1 = 51.29
do = .300 Dсртв/Dк = .900
doво= .780
Dствд/Dко=1.100
Lв1/Lв2=1.000
Lок/Lкв=1.000 КПДок* = .857
Spквк = .990 Sрт = .970
Uк = 460.0 Uквд = 450.0
Результаты pасчета:
* ВЕНТ * Кф = 2 Zк = 4.
Lк*= 153000. Пiк*= 3.751 КПД*= .8700 Uк = 460.0
Dк = .7051 dob = .3000 dok = .6615 Hzc= .2066
nв =12460.
* ОК ВД * Кф = 1 Zк = 9.
Lк*= 331400. Пiк*= 5.713 КПД*= .8574 Uк = 450.0
Dк = .5788 dob = .7800 dok = .9153 Hzc= .1818
nвд =13660.
* ТВД * Кф = 1 Zт = 1.
Lт*= 375800. Пiт*= 2.791 КПД*= .8730 (h/D)г= .0669
Uср= 495.0 Mz =1.5337 Dcр = .6367 (h/D)т= .1247
Sр = 305.6 Tw* =1434.8
* ТВ * Кф = 2 Zт = 1. Iред = 1.00
Lт*= 229100. Пiт*= 1.966 КПД*= .8750 (h/D)г= .1294
Uср= 414.0 Mz = 1.337 Dcр = .6346 (h/D)т= .1789
Sр = 306.6 Tw* =1224.7 nтв =12460.
Сечение\Паpаметp: T* : P* : C : C/акp : F
: K : Па : м/с : --- : кв.м
в - в 288. 98290. 230.0 .7407 .3553
к в1 - к в1 439. 369640. 170.0 .4436 .1665
в квд - в квд 439. 366399. 190.0 .4958 .1030
к - к 765. 2093000. 130.0 .2569 .0426
г - г 1635. 1991000. 129.7 .1781 .0947
т твд - т твд 1338. 713400. 180.0 .2732 .1588
г тв - г тв 1338. 691998. 180.0 .2732 .1637
т - т 1157. 362800. 220.0 .3591 .2263
Dн1 Dcp1 Dвт1 Dн2 Dcp2 Dвт2 Zст
ВЕНТ .7051 .5205 .2115 .6140 .5205 .4062 4.
ОK ВД .5788 .5150 .4515 .5788 .5548 .5298 9.
TBД .7161 .6711 .6262 .7161 .6367 .5573 1.
TВ .7167 .6346 .5525 .7481 .6346 .5211 1.
При согласовании сформировали облик ТРДДФсм. Получили 4-х ступенчатый вентилятор с Нzc=0,2066 и ?*кв=0,87. Частота вращения n=12460 об/мин.
Компрессор высокого давления, 9-ступенчатый Нzc=0,1818, ?*к=0,8574, n=13660 об/мин.
Турбина высокого давления,одноступенчатая, Мz=1,5337 и ?*=0,873.
Турбина вентилятора, одноступенчатая, Мz=1,337 и ?*=0,875.
ТВД и ТВ-высоконагруженные.
.4 Расчет на прочность лопатки первой ступени КВД
Рабочие лопатки осевого компрессора являются весьма ответственными деталями газотурбинного двигателя, от надежной работы которых зависит надежность работы двигателя в целом.
При работе газотурбинного двигателя на рабочие лопатки действуют статические, динамические и температурные нагрузки, вызывая сложную картину напряжений.
Расчет на прочность пера лопатки выполняем, учитывая воздействие только статических нагрузок. К ним относятся центробежные силы масс лопаток, которые появляются при вращении ротора, и газовые силы, возникающие при обтекании газом профиля пера лопатки и в связи с наличием разности давлений газа перед и за лопаткой. Центробежные силы вызывают деформации растяжения, изгиба и кручения, газовые - деформации изгиба и кручения. Напряжения кручения от центробежных, газовых сил слабозакрученных рабочих лопаток компрессора малы, и ими пренебрегаем. Напряжения растяжения от центробежных сил являются наиболее существенными. Напряжения изгиба обычно меньше напряжений растяжения, причем при необходимости для уменьшения изгибающих напряжений в лопатке от газовых сил ее проектируют так, чтобы возникающие изгибающие моменты от центробежных сил были противоположны по знаку моментам от газовых сил и, следовательно, уменьшали последние.
При расчете лопатки на прочность принимаем следующие допущения:
лопатку рассматриваем как консольную балку, жестко заделанную в ободе диска;
напряжения определяем по каждому виду деформации отдельно;
температуру в рассматриваемом сечении пера лопатки считаем одинаковой, т.е. температурные напряжения отсутствуют;
лопатку считаем жесткой, а деформацией лопатки под действием сил и моментов пренебрегаем;
предполагаем, что деформации лопатки протекают в упругой зоне, напряжения в пере лопатки не превышают предел пропорциональности.
Целю расчета на прочность рабочей лопатки первой ступени компрессора является определение напряжений и запасов прочности в различных сечениях по длине пера лопатки.
В качестве расчетного режима выбираем режим максимальной частоты вращения ротора и максимального расхода воздуха через двигатель. Этим условиям соответствует взлетный режим работы двигателя, то есть с частотой вращения 9828 об/мин.
Исходные данные
1.Материал лопатки: ВТ9
2.Длин