Термогазодинамический расчет газогенератора приводного ГТД
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?дельная мощность Neуд=272,4 кВтс/кг, удельной расход топлива Се =0,2051 кг/кВтч, соответствующие современному уровню.
По данному прототипа:T*г=1253,К;П*к=9,95;Сeуд=0,31 кг/м*ч; Neyд=1660 кВт
По результатам согласования параметров компрессора и турбины были получены в первом приближении геометрические размеры и основные газодинамические параметры по сечениям. Определены нагрузки компрессора и турбин: КНД имеет 7 ступеней, средненагружен (Hz = 0,2171), КВД - 7 ступеней, высоконагружен (Hz = 0,2688), ТВД - 1 ступень, высоконагружена (mz=1.688), ТНД - 1 ступень, средненагружена (mz=1.48), свободная турбина - 3 ступени, слабонагружены (mср=1,2). Относительный втулочный диаметр на выходе из компрессора должен быть dок0,92. При проектировании получена величина dок=0,9103. Как видно все параметры лежат в пределах допустимых.
В результате газодинамического расчёта компрессора были определены параметры потока в ступенях, выполнено согласование каскадов по КПД: h*кнд=0,884; h*квд=0,8703; h*к=0,8451, распределены работы между ступенями и их геометрия. Средние значения работ ступени каскадов: Hzкндср = 26640Дж/кг; Hzквдср = 36790Дж/кг. Значения параметров не превышают допустимых: b <25о, , Мw10.83…0.85
В результате газодинамического расчёта турбины получены следующие значения нагрузок: mст1=1,6, mст2= 1,4, mтс1=1,6, mтс2=1,55, mтс3=1,534,?тс3=1,49. Степень реактивности у втулки во всех ступенях положительна, а значит работа во всех точках положительна. Углы выхода потока из СА в абсолютном движении превышают 16о, а угол выхода потока из РК (a2) последней ступени в абсолютном движении близок к 90о.
Ступень компрессора спрофилирована по комбинированному закону крутки: . При этом в сечении перед рабочим колесом имеет место закон , а теоретический напор в ступени постоянен по радиусу. Этот закон обеспечил достаточно высокие значения КПД. Анализ результатов расчета профилей рабочего колеса первой ступени компрессора показал, что решетка профилей обеспечивает заданный энергообмен ступени и не превышает допустимого уровня потерь.
Для профилирования ступени турбины применили закон крутки потока: ,. Из результатов расчета решетки профилей турбины по радиусу видно, что параметры параметры во втулочном сечении удовлетворяют условиям: с2а55o, Db<120o, степень реактивности на втулке положительна. Это говорит о том, что лопаточный венец обеспечивает заданный энергообмен и не превышает допустимого уровня потерь.
При разработке каскада высокого давления газогенератора приводного ГТД реализованы следующие конструктивные решения: компрессор высокого давления (КВД) ? осевой, семиступенчатый, состоит из входного направляющего аппарата (ВНА), ротора, статора, клапанов перепуска воздуха с кожухами и подшипникового узла передней опоры ротора ВД. Ротор КВД ? семиступенчатый, барабанно-дисковой конструкции. Каждое рабочее колесо ротора состоит из диска и рабочих лопаток, установленных в ободе диска с помощью замков типа ласточкин хвост. От осевого перемещения лопатки зафиксированы пластинчатыми замками. Диски РК соединены электронно-лучевой сваркой. Шариковый подшипник передней опоры ротора установлен в упругом стакане типа беличье колесо для демпфирования колебаний ротора. Смазка шарикоподшипника осуществляется тремя форсунками, установленными на корпусе центрального привода. Турбина высокого давления (ТВД) ? осевая, реактивная, одноступенчатая. Статор ? сопловой аппарат (СА) ТВД, включает наружный корпус, внутренний корпус и сектора сопловых лопаток между ними. Ротор ТВД включает рабочее колесо (РК) и задний вал. РК состоит из диска имеющего на ободе ёлочные пазы, в каждом из которых крепятся левая и правая рабочие лопатки, образующие лопаточный венец и зафиксированные контровками, а также гребешков лабиринтных уплотнений. Правая и левая лопатки охлаждаются воздухом, подводимым из-за КВД. Каждая охлаждаемая рабочая лопатка имеет бандажную полку с гребешком лабиринтного уплотнения, полку хвостовика и хвостовик ?ёлочного типа?. Опорой ротора ТВД служит роликоподшипник, который охлаждается и смазывается маслом под давлением.
При прочностном расчете пера лопатки и диска первой ступени турбины, обеспечены минимальные запасы прочности, удовлетворяющие предъявляемым к ним требованиям (Клоп=1,572>1,5, Кдис=1,4>1,3…1,5).
В технологической части, анализируя конструктивные особенности детали вала-шестерни, можно сделать выводы о возможности ее изготовления в условиях типичных для газотурбостроительного производства. При выборе вида исходной заготовки ориентировались на такой способ ее изготовления, который обеспечит максимальное приближение к форме готовой детали с целью экономии дорогостоящей стали 20ХНР. Поэтому в качестве метода получения заготовки для детали такой конфигурации целесообразно применять штамповку на ГКМ. Из условий обеспечения заданной точности размеров и обеспечения заданной шероховатости поверхности определено количество ступеней обработки отдельных поверхностей. С учетом всех требований построен план обработки заготовки. После расчета припусков и операционных размеров поверхностей вращения, с учетом припусков на обработку торцов и линейных операционных размеров построена размерная схема и определены линейные и операционные размеры, позволяющие в дальнейшем вести обработку заготовки согласно плану.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Герасименко В.П., Павленко Г.В. Выбор параметров и термогазодинамический расчёт ТВД, ТВВД и ТВаД: Учеб. пособие, Харьков