Расчет и профилирование проточной части винтовентиляторного двигателя
Краткое сожержание материала:
Размещено на
Реферат
Курсовая робота: ПЗ - 45с, таблиц - 12 , рисунков - 20, источников - 5.
Целью данной работы является расчет параметров потока и построение решеток профилей ступени компрессора и турбины, а также расчет параметров потока, профилирование камеры сгорания и реактивного сопла проектируемого двигателя
В результате выполнения курсового проекта была построена решетка профилей рабочего колеса первой ступени компрессора высокого давления, а так же получены планы скоростей в трех сечениях лопатки.
Проведены расчеты решетки профилей рабочего колеса первой ступени турбины высокого давления на ПЭВМ и инженерном калькуляторе. Построены планы скоростей и решетка профилей на трех радиусах.
Расчет камеры сгорания выполнен на инженерном калькуляторе и по полученным размерам построен эскиз камеры сгорания. Так же выполнен расчет выходного устройства.
РЕШЕТКА ПРОФИЛЕЙ, ПЛАНЫ СКОРОСТЕЙ, КАМЕРА СГОРАНИЯ, КОМПРЕССОР, ТУРБИНА, ВЫХОДНОЕ УСТРОЙСТВО, ПАРАМЕТРЫ ПОТОКА, ХОРДА, ГОРЛО, УГОЛ УСТАНОВКИ, ШАГ.
Содержание
Введение
1 Расчет и построение решеток профилей дозвукового осевого компрессора
1.1 Выбор закона закрутки
1.2 Расчет параметров потока
1.3 Профилирование решеток профилей рабочего колеса по радиусу
1.4 Построение профилей лопаток
2 Профилирование лопатки первой ступени турбины высокого давления
2.1 Выбор закона закрутки
2.2 Расчет турбины по радиусу на ПЭВМ
2.3 Расчет и построение решеток профилей РК турбины на ПЭВМ
2.4 Расчет и построение решеток профилей РК турбины на инженерном калькуляторе
3 Расчет камеры сгорания
4 Расчет выходного устройства
Выводы
Перечень ссылок
Введение
Данный курсовой проект является составной частью комплексного проекта по дисциплинам «Теория и расчёт лопаточных машин» (ч.1) и «Теория воздушно-реактивных двигателей» (ч.2).
Целью данной работы является расчет параметров потока и построение решеток профилей ступени компрессора и турбины, а также расчет параметров потока, профилирование камеры сгорания и реактивного сопла проектируемого двигателя
Для достижения высоких значений КПД ступени компрессора необходимо установить взаимосвязь кинематических параметров потока в элементах ступени, расположенных на различных радиусах (то есть рассчитать поток в решетках по радиусу).
Реальное течение воздуха в компрессоре является пространственным, периодически неустановившимся течением вязкого сжимаемого газа, математическое исследование которого в строгой постановке задачи в настоящее время практически невозможно. Для получения инженерных результатов реальное течение обычно рассматривается как установившееся, осесимметричное (без радиальных составляющих скорости при движении по соосным цилиндрическим поверхностям), при постоянстве гидравлических потерь по радиусу. В упрощенном варианте считают, что поток движется в осевой ступени согласно уравнению радиального равновесия.
Газодинамический расчет турбины, как правило, выполняется в предположении, что параметры потока на среднем радиусе соответствуют параметрам, осредненным по высоте лопатки. Для того, чтобы проектируемая турбина обеспечивала заданную мощность и обладала высоким КПД, лопаточные венцы ее должны обеспечивать на всех радиусах проточной части расчетные поворот и ускорение потока при возможно меньших потерях энергии. Выполнение этих требований достигается как выбором закона закрутки потока по радиусу, так и конструированием профильной части (профилированием) сопловых (СА) и рабочих (РК) решеток.
Камеры сгорания (КС) авиационных ГТД, несмотря на их внешнюю простоту, представляют собой наиболее сложный узел, в котором одновременно протекают различные по природе процессы: аэродинамические процессы течения, физико-химические процессы горения, тепловые процессы, связанные с тепловыми потоками и термическими нагрузками деталей. Большинство из этих процессов трудно поддаются расчетам, поэтому при создании КС требуется большой объем доводочных и экспериментальных работ. Особое внимание при создании новых двигателей в последнее время уделяется образованию в КС вредных веществ, выброс в атмосферу которых должен соответствовать нормам.
Основные требования, предъявляемые к КС:
- высокая полнота сгорания топлива;
- надежный запуск на земле и при заданных условиях полета на высоте;
- устойчивость горения в широком диапазоне коэффициента избытка воздуха, давления и скорости;
- малые потери полного давления;
- низкий уровень выбросов вредных веществ;
- обеспечение заданного радиального поля температуры газа на выходе;
- стабилизация процесса горения и отсутствие значительных пульсаций давления;
- малая стоимость изготовления и простота обслуживания в эксплуатации;
- большая надежность и ресурс;
- малая масса.
В настоящее время выделено три типа КС ГТД: трубчатая, кольцевая и трубчато-кольцевая. Наибольшее распространение получили кольцевые КС, т.к. они отличаются компактностью конструкции и меньшей массой, меньшей поверхностью жаровой трубы, требующей охлаждения, меньшими потерями полного давления. Особенностью данного двигателя является то что его КС является наклонной и это вызывает некоторые трудности при ее расчете. Меньшая длина КС позволяет сократить длину валов турбокомпрессоров и снизить удельную массу двигателя.
1. Расчет и построение решеток профилей дозвукового осевого компрессора
Этапом проектирования осевого компрессора, следующим за расчетом на среднем (геометрическом) радиусе, является расчет и построение решеток профилей компрессора по радиусу. При правильном выполнении этих двух этапов обеспечиваются требуемые параметры компрессора. При учебном проектировании расчет решеток рабочего колеса и их лопаток проводят на трех характерных радиусах.
Исходными данными для профилирования рабочей лопатки компрессора являются газодинамические и кинематические параметры профилируемой ступени на среднем радиусе, получаемые в результате газодинамического расчета многоступенчатого осевого компрессора. Далее по выбранному закону крутки потока и по соответствующим формулам рассчитываются все параметры на трех сечениях.
Реальное течение воздуха в компрессоре является пространственным, периодически неустановившимся течением вязкого сжимаемого газа, математическое исследование которого в строгой постановке задачи в настоящее время практически невозможно. Для получения инженерных результатов реальное течение обычно рассматривается как установившееся, осесимметричное, при постоянстве гидравлических потерь по радиусу.
1.1 Выбор закона закрутки
Выбираем закон изменения параметров по радиусу (законы закрутки потока).
Критерием выбора оптимального закона закрутки по радиусу является обеспечение дозвуковых скоростей и приемлемых углов потока (в частности, Mw1 и Mc2 0,85…0,90, в1 25o на периферии, в2 90о на втулке). Для расчета первой ступени проектируемого компрессора примем закон закрутки , целесообразно в коротких лопатках.
1.2 Расчет параметров потока
В качестве исходных данных профилирования примем параметры потока и размеры проточной части РК дозвуковой ступени КВД взятые из ХАІ.201.242.06В.100117.0900222.
Расчет производим для первой ступени КВД. В таблице 1.1 представлены основные исходные данные к расчетам; в таблице 1.2 - данные расчета с помощью ЭВМ, при использовании закона закрутки: .
Выбранный закон крутки обеспечивает значительно менее интенсивный рост M1W по радиусу, чем закон постоянной циркуляции.
Таблица 1.1 - Исходные данные
Таблица 1.2 - Результаты расчета
Таблица 1.3 Основные исходные данные для расчета
|
Параметры |
Размерность |
Сечение |
|||
|
Втулка |
Среднее |
Периферия |
|||
|
м/с |
310,660 |
321,750 |
333,850 |
||
|
м/с |
203,130 |
200,570 |
194,530 |
||
|
м/с |
419,225 |
419,459 |
420,000 |
||
|
- |
Другие файлы:
Термогазодинамический расчет основных параметров двигателя типа ТРДДсм на базе РД-33 Газотурбинный двигатель для привода электрогенератора на базе ДО-49 Расчет и профилирование проточной части компрессора воздушно-реактивного двигателя Каскад высокого давления приводного газотурбинного двигателя Проектировочный расчет двигателя на базе ТВ3–117 как привода для газоперекачивающей станции |
© 2006-2015 Студенческий сайт ТНУ им. В.И.Вернадского, TNU.in.UA