Компрессор ТВаД на базе Д-136
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Задание
. Спроектировать узел компрессора ТВаД для вертолета на взлетном режиме на высоте H=0 км, при скорости M=0.
Основные исходные данные:
Прототип - Д-136
p*К=18,5 - степень повышения давления в компрессоре;
TГ*=1490 К - температура газа перед турбиной (по заторможенным
параметрам).
. Выполнить расчеты на прочность:
рабочей лопатки первой ступени компрессора высокого давления;
замка рабочей лопатки;
диска первой ступени компрессора высокого давления;
оболочки камеры сгорания
. Выполнить расчет динамической частоты изгибных колебаний лопаток первой ступени компрессора.
Введение
Среди прочих изделий, выпускаемых предприятиями тяжелого машиностроения, авиационные газотурбинные двигатели практически не имеют себе равных по наукоёмкости конструирования, сложности технологических процессов производства, требовательности к качеству в эксплуатации и обслуживании. Специфика их применения на летательных аппаратах диктует повышенные требования к надежности и экономичности конструкций.
Несмотря на многочисленные трудности экономического характера, Украина по-прежнему входит в число государств - мировых производителей авиационной техники (в том числе - и авиационных ГТД), что, в свою очередь, свидетельствует о мощном научно-техническом потенциале нашего государства.
Надежность силовых установок летательных аппаратов зависит, в первую очередь, от надежности отдельных деталей, узлов и агрегатов авиационного ГТД и его функциональных систем.
Данная работа посвящена изучению методики расчета наиболее нагруженных деталей ступеней роторов компрессора - лопаток и дисков рабочих колес. Компрессор - это лопаточная машина, предназначенная для сжатия рабочего тела (атмосферного воздуха) перед подачей его в камеру сгорания. Характеристики именно этого узла во многом определяют технические и эксплуатационные характеристики ГТД в целом.
Работа состоит из шести разделов. В первой части работы представлены основные сведения о двигателе-прототипе и краткое описание конструкции узла компрессора проектируемого двигателя.
Во втором разделе рассмотрен расчет на прочность пера лопатки рабочего колеса ступени компрессора. По результатам расчетов построены графические зависимости, отражающие распределение суммарной нагрузки и прочностных запасов по сечениям пера лопатки. При этом нагрузка и запасы прочности оптимально распределены по сечениям в соответствии с методическими указаниями [1,2].
Третий раздел посвящен расчету на прочность диска рабочего колеса ступени компрессора. По результатам расчетов построены графические зависимости, отражающие распределение окружной и радиальной нагрузки, а также прочностных запасов по сечениям исследуемого диска. При этом нагрузка и запасы прочности оптимально распределены по сечениям в соответствии с методическими указаниями [1,3].
В четвертом разделе выполнен прочностной расчет лопаточного замка - замковой части лопатки и диска рабочего колеса. Рассчитаны основные напряжения, действующие на лопаточный замок в процессе работы ГТД, а затем полученные данные будут сопоставлены с допустимыми нагрузками для материалов, из которых изготовляются детали этого узла [4].
В пятом разделе данной работы выполнен расчет динамики первой формы колебаний пера рабочей лопатки (наиболее опасной с точки зрения амплитуды), для которой ранее был выполнен прочностной расчет. По данным расчета с учетом влияния частот колебаний гармоник возбуждающих сил построена частотная диаграмма, по которой определены резонансные режимы работы данного узла ГТД [5].
Шестой раздел посвящен расчету прочности и устойчивости внутреннего и наружного корпусов камеры сгорания. Определены нагрузки, действующие на эти детали и запасы устойчивости конструкции [1].
Заключение содержит наиболее важные выводы, полученные в ходе выполнения расчетов и проведенной работы.
1. Основные сведения о двигателе и краткое описание конструкции компрессора
компрессор двигатель лопатка колебание
Двигатель Д-136 является турбовальным двигателем, выполненным по двухвальной схеме. Устанавливается на вертолет Ми-26.
Компрессор двигателя - осевой, двухкаскадный, тринадцатиступенчатый, 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 давления (КВД) который расположен за промежуточным корпусом.
Роторы КНД и КВД приводятся во вращение своими турбинами и связаны между собой только газодинамической связью. Для настройки режима работы каскада низкого давления двигателя имеется входной направляющий аппарат (ВНА КНД) с поворотными лопатками.
Для согласования работы каскадов двигателя лопатки ВНА КВД также выполнены поворотными.
Для обеспечения газодинамической устойчивости двигателя на запуске и малой частоте вращения роторов КНД и КВД предусмотрены клапаны перепуска воздуха (КПВ).
Камера сгорания двигателя - кольцевого типа, прямоточная. Предназначена для превращения химической энергии топлива в тепловую и подвода тепла к рабочему телу (воздуху).
Камера сгорания расположена между КВД и соплов?/p>