Турбина авиационного двухконтурного двигателя

Дипломная работа - Разное

Другие дипломы по предмету Разное

µхнологии их изготовления. Рост рабочих температур и давлений требует все более широкого использования высокопрочных и жаропрочных сплавов, тенденция сокращения числа деталей приводит к усложнению их геометрических форм.

Успешная реализация конструкторских решений в большей степени определяется технологией. Проектируемые технологические процессы должны обеспечивать повышение производительности труда и качества изделий при одновременном снижении затрат на их изготовление. Решение этих задач во многом зависит от рационального построения размерных связей в процессе обработки, обоснованного назначения припусков на обработку и допусков операционных размеров.

Эффективность технологического процесса существенно зависит от рационального выбора припусков. Чрезмерные припуски влекут за собой перерасход материала и требуют введения дополнительных технологических переходов, увеличиваю расход режущего инструмента и электроэнергии, трудоемкость обработки и в конечном итоге - себестоимость продукции. Ввиду высокой стоимости авиационных материалов уменьшение припусков обычно окупает затраты на изготовление точных заготовок, однако, необоснованно заниженные припуски не обеспечивают удаления дефектной части поверхностного слоя и достижения заданной точности, увеличивая вероятность брака. Важен также выбор допусков на операционные размеры. Выбранные слишком большие значения допусков приводят к увеличению припусков на обработку, увеличению габаритов заготовки. При выборе слишком малых допусков увеличивается вероятность брака, повышается себестоимость продукции за счет использования более точных методов формообразования поверхностей и дорого оборудования.

 

 

1. Теоретическая часть

 

.1 ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

 

.1.1 Выбор и обоснование параметров

Выбор параметров двигателя осуществляется в соответствии с рекомендациями, изложенными в методическом пособии[1].

В зависимости от назначения и условий, при которых рассчитывается двигатель, выбираются параметры узлов (sвх, hк, sкс, hг, hт*, ?с) и соответствующие им режимы работы на характеристиках. В основу оптимизации параметров закладываются разные критерии (целевые функции): минимум удельного расхода топлива, максимум тяги, обеспечение надежности на чрезвычайных режимах работы и т.п.

Основными параметрами рабочего процесса двигателя, оказывающими существенное влияние на его удельные параметры, является температура газа перед турбиной Т*г и степень повышения давления в компрессоре во внутреннем контуре ? *кІ, в вентиляторе ? *вІІ.

Выбор основных параметров двигателя сказывается на эффективности его работы. Основным требованием к двигателю является высокая экономичность (малые значения удельного расхода топлива) и высокая удельная тяга, надежность. Топливом для данного двигателя является авиационный керосин.

Выбор степени двухконтурности.

Так как двигатель будет использоваться на среднемагистральных и дальнемагистральных самолетах, то необходимо обеспечить максимальную экономичность двигателя, т.е. степень двухконтурности должна быть большой. Принимаем степень двухконтур-ности m = 5.

Температура газа перед турбиной.

Современные достижения материаловедения и технологии, а также совершенствование систем охлаждения лопаток газовых турбин позволяет существенно увеличивать допускаемое значение Т*г.

Увеличение температуры газов перед турбиной позволяет значительно увеличить удельную тягу двигателя и, следовательно, уменьшить габаритные размеры и массу двигателя. Для обеспечения надежности работы турбины при высоких значениях температуры газа (Т*г >1250 К) необходимо применять охлаждаемые лопатки. С учетом использования конструкционных материалов двигателя-прототипа принимаем Т*г =1650К.

Суммарная степень повышения полного давления в компрессоре внутреннего контура

Стремление получить двигатель с высокими удельными параметрами требует увеличения значения степени повышения давления (?*кI) в компрессоре. Но большие значения степени повышения давления ограничиваются усложнением конструкции и, следовательно, увеличением массы и габаритов двигателя. Увеличить ?*кІ, не увеличивая количество ступеней, можно путём постановки сверхзвуковых или широкохордных ступеней. Выбор высоких значений ?*кІ при проектировании приводит к получению малых высот лопаток последней ступени компрессора и первых ступеней турбины. Это, в свою очередь, приводит к росту потерь энергии из-за увеличения относительных радиальных зазоров и понижению относительной точности изготовления лопаток.

Оптимальное значение ?*кІ опт - такая степень повышения давления, при которой реализуется максимальная удельная тяга двигателя. С увеличением Т*г в цикле значение ?*кІ опт увеличивается.

При Т*г =1650 К оптимальное значение суммарной степени повышения давления p*кІ опт ~ 33. Принимаем

p*кІ = 33 = p*кІ опт.

Степень повышения давления в вентиляторе

При Т*г =1650 К и p*кІ = 33 оптимальное значение степени повышения давления в вентиляторе p*вІІ опт = 2,741 (см. таблицу 2.1). Принимаем степень повышения давления в вентиляторе p*вІІ =0,96 p*вІІ опт. При этом незначительно снижается топливная экономичность

 

,

 

но существенно разгружается турбина вентилятора

 

.

 

Такой подход в выборе p*вІІ приемлемый для ТРДДсм, предназначенного для учебного боевого самолёта.

 

Рисунок 1.1.1 - Зависи?/p>