Каскад высокого давления приводного газотурбинного двигателя
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
лная температура на входе в рабочее колесо ;
Р1* - полное давление на входе в рабочее колесо ;
С1u - окружная составляющая абсолютной скорости на входе в рабочее колесо ;к - наружный диаметр рабочего колеса на входе ;
Кн - коэффициент уменьшения теоретического напора в ступени.
Результаты расчета кинематических параметров потока и параметров решетки профилей занесены в таблицу 1.11.
Таблица 1.11
ГДР СТ.ОК ДАТА 29.10. 1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ M= 1 KR= 3 КГ= 1.380 RГ= 287.00 1.251 400.00 .247 .872 .980 1.000 .828 .842 .000 170.00 469.50 496000. 111.50 .572 .904 .967 1.046 А= .304 B= .000 D= .000 ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СТ. ОК PI1=1.251 PI2=1.251 HZ1=35694. HZ2=35694. T01=503.75 T02=503.75 P01= 620496. P02= 620496.( GB= 44.392 ROK= .5500 HTO= .2468 WC= 13355.6 ) Таблица 1 N U CU CA T0 T P0 P ROTH RO C W LC LW AL BE 11 400.00 121.45 155.76 469.50 450.78 496000. 427881. 1.0000 3.3073 197.52 319.14 .4997 .7826 52.055 29.214 12 383.00 116.29 163.45 469.50 450.20 496000. 425855. .9575 3.2959 200.60 312.81 .5075 .7690 54.569 31.502 13 365.95 111.12 170.50 469.50 449.63 496000. 423919. .9149 3.2851 203.51 306.61 .5148 .7556 56.908 33.785 14 348.72 105.89 177.03 469.50 449.09 496000. 422057. .8718 3.2746 206.28 300.52 .5218 .7423 59.116 36.093 15 331.20 100.56 183.13 469.50 448.56 496000. 420261. .8280 3.2645 208.93 294.50 .5285 .7291 61.227 38.451 * * * * * * * * 21 400.00 220.17 141.51 503.75 470.89 633159. 495588. 1.0000 3.6671 261.72 228.84 .6392 .5632 32.731 38.199 22 383.55 219.07 156.71 503.75 468.94 633159. 488201. .9589 3.6274 269.35 227.19 .6578 .5605 35.578 43.614 23 367.75 217.94 170.50 503.75 467.02 633159. 480953. .9194 3.5883 276.71 226.96 .6758 .5610 38.036 48.696 24 352.33 216.87 183.26 503.75 465.07 633159. 473729. .8808 3.5492 283.93 227.89 .6934 .5643 40.198 53.529 25 337.11 215.93 195.26 503.75 463.09 633159. 466430. .8428 3.5095 291.12 229.80 .7110 .5700 42.122 58.177 * * * * * * * * 81 400.00 121.45 155.76 469.50 450.78 496000. 427881. 1.0000 3.3073 197.52 319.14 .4997 .7826 52.055 29.214 82 383.55 116.46 163.21 469.50 450.21 496000. 425920. .9589 3.2963 200.50 313.01 .5072 .7695 54.490 31.428 83 367.75 111.66 169.79 469.50 449.69 496000. 424119. .9194 3.2862 203.21 307.26 .5141 .7570 56.669 33.545 84 352.33 106.98 175.71 469.50 449.20 496000. 422439. .8808 3.2768 205.72 301.78 .5204 .7451 58.666 35.609 Таблица 2 Профилирование лопатки РК по радиусу Паpаметp Сечение по высоте лопатки 1(пеp) 2 3(сp) 4 5(вт) ro 1.000 .9589 .9194 .8808 .8428 b 27.10 27.10 27.10 27.10 27.10 t 26.82 25.72 24.66 23.62 22.60 b/t 1.010 1.054 1.099 1.147 1.199 Cm .0400 .0520 .0640 .0760 .0880 i .0000 .0000 .0000 .0000 .0000 del 4.463 5.589 6.438 7.068 7.521 dbe 8.986 12.19 15.15 17.92 20.52 tet 13.45 17.77 21.59 24.99 28.04 be1l 29.21 31.43 33.54 35.61 37.65 be2l 42.66 49.20 55.13 60.60 65.70 Число pабочих лопаток - 67. шт.
По результатам расчета кинематических параметров потока были определены геометрические параметры решетки профилей рабочего колеса первой ступени КВД. Построены соответствующие графики изменения параметров потока в пяти сечениях по высоте лопатки и решетки профилей для каждого из пяти сечений(рис. 1.14)
Рис.1.14. Решетка профилей рабочего колеса первой ступени КВД
Рис.6 Изменение Са и Сu по высоте лопатки
Рис.6 Изменение углов ? и ? в межлопаточном канале по высоте лопатки
1.2 Вывод
При профилировании лопатки первой ступени КВД были определены геометрические размеры решетки профилей, которые обеспечивают получение заданных планов скоростей на различных радиусах при отсутствии волновых потерь, так как < . Значения густоты решетки во всех сечениях лежат в допустимом интервале.
1.4 Выводы
В данном разделе дипломного проектирования была выполнена расчетно-теоретическая часть. В ходе проведения расчетов были получены следующие параметры:
Температура газа - Тг*=1375 К;
Удельная мощность двигателя - Neуд=249.9 кВт*с/кг;
Удельный расход топлива - Се=0.1999 кг/(кВт*ч).
Расход воздуха на входе в компрессор Gв=42,11 кг/с;
Таким образом мы получили двигатель с меньшим удельным расходом топлива и большей удельной мощностью, чем двигатель-прототип.
В результате проведения согласования компрессора и турбины мы разработали 2-х каскадную схему двигателя со свободной турбиной (nтс=4800об/мин). Определены основные геометрические параметры КНД и КВД. КНД имеет 7 ступеней и является средненагруженным (Нz=0.2229);
ТНД - 1-ступенчатая, среднезагруженная (?z=1.594); КВД - 7-ми ступенчатый, средненагруженный (Нz=0.2437); ТВД - 1-ступенчатая средненагруженная (?z=1.545); ТС - 3-х ступенчатая, , среднезагруженная (?z=4.5).
Далее в газодинамическом расчете компрессора были уточнены частоты вращения РВД и РНД - nнд=9863.4 об/мин, nвд=13340.7 об/мин. Также была окончательно определена геометрия проточной части компрессора. Обеспечено выполнение следующих условий:
> 250, уменьшение угла нежелательно, т.к. это приводит к снижению КПД ступени;
> 0.4, иначе увеличиваются потери в решетках ступени; числа и не превышают 0.7952, что исключает появление волновых потерь.
При расчете турбины определили окончательные размеры проточной части, а также определили коэффициенты загрузки ступеней. Выполнены следующие условия:
- для отсутствия волновых потерь в решетках.
- угол на выходе из рабочего колеса в абсолютном движении.
При профилировании лопатки первой ступени КВД были определены геометрические размеры решетки профилей, которые обеспечивают получение заданных планов скоростей на различных радиусах при отсутствии волновых потерь, так как < . Значения густоты решетки во всех сечениях лежат в допустимом интервале.
2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
.1 Составление краткого технического описания узлов ГТД
Проектируемый двигатель состоит из дозвукового входного устройства, двухкаскадного газогенератора (каскада низкого давления и каскада высокого давления), свободной (силовой) турбины, выходного патрубка.
Компрессор
Компрессор двигателя- осевой, двухкаскадный, четырнадцатиступенчатый, состоит из околозвукового компрессора низкого давления (КНД) и дозвукового компрессора высокого давления (КВД).
КНД расположен в передней части двигателя за пылезащитным устройством (ПЗУ) и предназначен для сжатия воздуха, поступившего из ПЗУ в двигатель.
Дальнейшее сжатие воздуха и подача его в камеру сгорания происходят в компрессоре высокого дав