Турбина ТВаД мощностью 10000 кВт
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?таточно сложный и трудоёмкий, требующий учета зачастую противоречивого влияния газодинамических, конструктивных и технологических факторов. При этом оптимальная конструкция пера лопатки является результатом варьирования многочисленных параметров, что создает предпосылки применения ЭВМ.
Прогресс авиационного двигателестроения в значительной мере определяет развитие современной авиации. Совершенствование авиационных двигателей, в свою очередь, выдвигает новые требования к технологии 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 из 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, увеличивая расход режущего инструмента и электроэнергии, трудоёмкость 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. При выборе слишком больших значений допусков происходит увеличении припусков на обработку, увеличение габаритов заготовки, увеличение массы заготовки. При выборе слишком малых значений допусков увеличивается вероятность брака, повышается себестоимость продукции за счёт использования более точных методов формообразования поверхностей и дорогого оборудования.
1.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Тип и основные конструктивные элементы двигателя:
) условное обозначение АИ-336-2-10
) тип двигателя турбовальный,
трехвальный
) направление вращения ротора свободной турбины (по ГОСТ 22378-77) правое
) количество ступеней:
компрессоров …………………………………………………14 (7+7)
турбин .......................................................................................4 (1+1+2)
1.1 ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ
.1.1 Выбор и обоснование параметров
Выбор параметров двигателя осуществляется в соответствии с рекомендациями, изложенными в методическом пособии [1].
Выбору основных параметров двигателя предшествует определение расчётного режима, т.е. режима при котором необходимо рассчитывать двигатель.
В основу оптимизации параметров закладываются такие критерии: минимумы удельного расхода топлива и массы силовой установки; максимум удельной мощности; обеспечение надёжности на чрезвычайных режимах и т.п. Основными параметрами рабочего процесса двигателя, существенно влияющими на его удельные параметры, являются температура газа перед турбиной и степень повышения давления в компрессоре .
Температура газа перед турбиной
В методическом пособии [1] (с.7) показано, что увеличение температуры газа перед турбиной позволяет значительно увеличить удельную мощность двигателя, следовательно, уменьшить габаритные размеры и массу двигателя. Повышение температуры газа перед турбиной улучшает также экономичность двигателя. Современные достижения материаловедения и технологии, а также совершенствование систем охлаждения лопаток газовых турбин позволяет принимать также максимальные значения температур газа серийно выпускаемых двигателей до 1680К. Для обеспечения надёжной работы турбины при высоких значениях температуры газа (>1250К) необходимо применять охлаждаемые лопатки. Потребное количество охлаждающего воздуха зависит от температуры газа и способа охлаждения. Увеличение отбора воздуха на охлаждение турбины при повышении приводит к снижению темпа роста удельной мощности и темпа уменьшения удельного расхода топлива. В методическом пособии [1] ( с.9) показана зависимость свободной работы двигателя от и способа воздушного охлаждения, из которой следует, что назначение более высоких требует применения более сложных систем охлаждения.
Из всего вышеизложенного и с учетом использования конструкционных материалов прототипа выбираем температуру газа перед турбиной = 1365К.
Выбор степени повышения давления в компрессоре
При температуре = 1365К оптимальное значение степени повышения давления в компрессоре , соответствующее максимуму удельной мощности составляет ~ 9,0. При этом экономическое значение , соответствующее минимуму удельного расхода топлива, составляет ~ 25. Более высоким температурам соответствуют большие значения и . Несмотря на благоприятное влияние повышения на удельные параметры двигателя, применение больших значений ограничивается усложнением конструкции и увеличением массы и габаритов двигателя. Выбираем > таковым, чтобы, при незначительном снижении удельной мощности снижение удельного расхода топлива было значительным. Принимаем = 21.
КПД компрессор?/p>