Термогазодинамический расчет газогенератора приводного ГТД
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ысокими коэффициентами полезного действия и возможностью изменения производительности и напорности этих компрессоров в очень широких пределах за счет изменения числа ступеней и их диаметральных размеров.
Газодинамический расчет осевого компрессора обычно представляет собой последовательный расчет всех его ступеней на среднем радиусе.
Для расчета используются данные, полученные при термогазодинамическом расчёте двигателя и согласовании параметров компрессора и турбины.
Исходные данные:к = 1 - число каскадов компрессора;
Кф = 1 - идентификатор формы проточной части для Dср = const;к = 12 - число ступеней в компрессоре;
Кr = 1- идентификатор типа задания формы проточной части рассчитываемого компрессора (при Кr=1 меридиональное сечение компрессора определяется заданными значениями идентификаторов формы проточной части Кф);
Тв* = 288,15; Рв* = 96259 - температура и давление заторможенного потока на входе в компрессор, К, Па;
К = 1,39; R=287,0 - физические константы рабочего тела, R в Дж/(кг.К);в = 9,73- расход рабочего тела через входное сечение компрессора, кг/с;
Пik* = 9,6 - общая степень повышения полного давления в компрессоре= 330 - окружная скорость на наружном диаметре рабочего колеса первой ступени компрессора, м/с;= 127 скорость потока на выходе из компрессора, м/с;вт1/Dk1=0,551- относительный диаметр втулки на входе в рабочее колесо первой ступени компрессора;вна = 0,985 - коэффициент восстановления полного давления во входном направляющем аппарате компрессора;на = 0,98 - коэффициент восстановления полного давления в направляющем аппарате ступени;
С1аi=160,157,154,150,146,140,138,136,134,132,129,127
расходная скорость на входе в рабочее колесо i-ой ступени, м/с;
=34,51; 38,52; 40,48; 40,26; 38,07
затраченный напор (работа) i-ой ступени, кДж/кг;
i=0,55; 0,55;0,55; 0,55; 0,55; 0,55; 0,55; 0,55; 0,55; 0,55; 0,55; 0,55;
кинематическая степень реактивности ступеней.
Результаты расчёта многоступенчатого осевого компрессора приведёны в табл. 1.6. Треугольники скоростей на среднем радиусе для всех ступеней изображены на рис.1.5.-1.6. Схема проточной части компрессора - рис.1.7. Изменение параметров по ступеням - рис.1.8.-1.9.
Распределениепо ступеням произведено таким образом, чтобы Z первых и последних ступеней каскадов компрессора было меньше средних значений. Такое распределение выбрано из-за низкого КПД первых ступеней, обусловленного большой неравномерностью потока и высоких углов натекания потока на первых ступенях, а также из-за высокого уровня потерь на последних ступенях, вызванных увеличением относительного радиального зазора из-за малой высоты лопаток и высокими углами отставания потока.
Распределение hст по ступеням проводится со снижением на первых и последних ступенях. Первые две ступени обычно разгружают для повышения запаса устойчивой работы на нерасчётных режимах.
Расчёт проводится с учётом рекомендаций [3].
Газодинамический расчет проводится на ЭВМ по программе GDROK.EXE.
Исходные данные и результат расчёта многоступенчатого осевого компрессора приведён в табл. 1.6.
Таблица 1.6
В результате расчёта компрессора были определены значения кинематических и термодинамических параметров потока в ступенях, выполнено согласование ступеней по КПД, распределены работы между ступенями. Анализируя результаты расчета необходимо обратить внимание на такие параметры: угол b1 должен быть b1>25о, ,Мw10.85,
Рис 1.5 Треугольники скоростей компрессора на среднем радиусе
Рис 1.6 Треугольники скоростей компрессора на среднем радиусе
Рис 1.7 Треугольники скоростей компрессора на среднем радиусе
Рис 1.8 Треугольники скоростей компрессора на среднем радиусе
Рис.1.9 Схема проточной части осевого компрессора
Рис.1.10 Изменение параметров по ступеням
Рис.1.11. Изменение параметров по ступеням
.3.2 Газодинамический расчет турбины
Широкое применение осевых газовых турбин в газотурбинных двигателях обусловлено прежде всего их высокой энергоемкостью и экономичностью. Именно эти преимущества газовых турбин наряду со сравнительной простотой и надежностью и определили доминирующее положение газотурбинных двигателей.
Современное состояние теории и практики проектирования осевых газовых турбин обеспечивает возможность надёжного определения параметров турбины на расчётном режиме с достоверным учётом всех видов потерь механической энергии в её проточной части. При этом газодинамический расчёт весьма сложен, поэтому его реализация возможна при использовании ЭВМ [4].
Одним из основных средств повышения мощности турбовального двигателя является повышение температуры газа перед турбиной Т*Г, но повышение Т*Г значительно влияет на ресурс и надежность турбины. Поэтому исходя из соображений ресурса, при высоких Т*Г необходимо применение новых более жаропрочных материалов, а также прогрессивных способов охлаждения лопаток и дисков турбины.
Программа газодинамического расчёта турбины предназначена для выполнения газодинамического расчёта на среднем радиусе многоступенчатой газовой турбины.
Для расчёта турбины проектируемого двигателя необходимы следующие исходные данные [4]:
- расход воздуха; ?Gотб)
Gг=9,15-расход продуктов сгорания,кг/с
- температура газа перед турбиной;
- давление газа пе