Термогазодинамический расчет газогенератора приводного ГТД

В результате газодинамического расчёта компрессора были определены параметры потока в ступенях, выполнено согласование каскадов по КПД: ^*_кнд=0,884; ^*_квд=0,8703; ^*_к=0,8451, распределены работы между ступенями и их геометрия. Средние значения работ ступени каскадов: Hzкнд_ср = 26640Дж/кг; Hzквд_ср = 36790Дж/кг. Значения параметров не превышают допустимых: <25^о, , М_w10.83…0.85

В результате газодинамического расчёта турбины получены следующие значения нагрузок: ст₁=1,6, _ст2= 1,4, _тс1=1,6, _тс2=1,55, _тс3=1,534,мтс3=1,49. Степень реактивности у втулки во всех ступенях положительна, а значит работа во всех точках положительна. Углы выхода потока из СА в абсолютном движении превышают 16^о, а угол выхода потока из РК (₂) последней ступени в абсолютном движении близок к 90^о.

Ступень компрессора спрофилирована по комбинированному закону крутки: . При этом в сечении перед рабочим колесом имеет место закон , а теоретический напор в ступени постоянен по радиусу. Этот закон обеспечил достаточно высокие значения КПД. Анализ результатов расчета профилей рабочего колеса первой ступени компрессора показал, что решетка профилей обеспечивает заданный энергообмен ступени и не превышает допустимого уровня потерь.

Для профилирования ступени турбины применили закон крутки потока: ,. Из результатов расчета решетки профилей турбины по радиусу видно, что параметры параметры во втулочном сечении удовлетворяют условиям: с_2а< с_1а, ₂>55^o, <120^o, степень реактивности на втулке положительна. Это говорит о том, что лопаточный венец обеспечивает заданный энергообмен и не превышает допустимого уровня потерь.

При разработке каскада высокого давления газогенератора приводного ГТД реализованы следующие конструктивные решения: компрессор высокого давления (КВД) ? осевой, семиступенчатый, состоит из входного направляющего аппарата (ВНА), ротора, статора, клапанов перепуска воздуха с кожухами и подшипникового узла передней опоры ротора ВД. Ротор КВД ? семиступенчатый, барабанно-дисковой конструкции. Каждое рабочее колесо ротора состоит из диска и рабочих лопаток, установленных в ободе диска с помощью замков типа «ласточкин хвост». От осевого перемещения лопатки зафиксированы пластинчатыми замками. Диски РК соединены электронно-лучевой сваркой. Шариковый подшипник передней опоры ротора установлен в упругом стакане типа «беличье колесо» для демпфирования колебаний ротора. Смазка шарикоподшипника осуществляется тремя форсунками, установленными на корпусе центрального привода. Турбина высокого давления (ТВД) ? осевая, реактивная, одноступенчатая. Статор ? сопловой аппарат (СА) ТВД, включает наружный корпус, внутренний корпус и сектора сопловых лопаток между ними. Ротор ТВД включает рабочее колесо (РК) и задний вал. РК состоит из диска имеющего на ободе ёлочные пазы, в каждом из которых крепятся левая и правая рабочие лопатки, образующие лопаточный венец и зафиксированные контровками, а также гребешков лабиринтных уплотнений. Правая и левая лопатки охлаждаются воздухом, подводимым из-за КВД. Каждая охлаждаемая рабочая лопатка имеет бандажную полку с гребешком лабиринтного уплотнения, полку хвостовика и хвостовик ?ёлочного типа?. Опорой ротора ТВД служит роликоподшипник, который охлаждается и смазывается маслом под давлением.

При прочностном расчете пера лопатки и диска первой ступени турбины, обеспечены минимальные запасы прочности, удовлетворяющие предъявляемым к ним требованиям (К_лоп=1,572>1,5, К_дис=1,4>1,3…1,5).

В технологической части, анализируя конструктивные особенности детали вала-шестерни, можно сделать выводы о возможности ее изготовления в условиях типичных для газотурбостроительного производства. При выборе вида исходной заготовки ориентировались на такой способ ее изготовления, который обеспечит максимальное приближение к форме готовой детали с целью экономии дорогостоящей стали 20ХНР. Поэтому в качестве метода получения заготовки для детали такой конфигурации целесообразно применять штамповку на ГКМ. Из условий обеспечения заданной точности размеров и обеспечения заданной шероховатости поверхности определено количество ступеней обработки отдельных поверхностей. С учетом всех требований построен план обработки заготовки. После расчета припусков и операционных размеров поверхностей вращения, с учетом припусков на обработку торцов и линейных операционных размеров построена размерная схема и определены линейные и операционные размеры, позволяющие в дальнейшем вести обработку заготовки согласно плану.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Герасименко В.П., Павленко Г.В. «Выбор параметров и термогазодинамический расчёт ТВД, ТВВД и ТВаД»: Учеб. пособие, Харьков, 1984 -60с.

2. Буслик Л.Н., Коваль В.А. «Согласование параметров и определение основных размеров турбин и компрессоров ГТУ»: Учеб. пособие, Харьков, 1994-36с.

3. Павленко Г.В. «Газодинамический расчёт осевого компрессора на ЭВМ»: Учеб. пособие, Харьков, 1985-72с.

4. Павленко Г.В., Коваль В.А. «Газодинамический расчёт авиационной турбины на ЭВМ»: Учеб. пособие, Харьков, 1985-80с.

5. Коваль В.А. «Газодинамический расчёт ступени центробежного компрессора на ЭВМ»: Учеб. пособие, Харьков, 1988-53с.

6. Коваль В.А. «Профилирование лопаток авиационных турбин». Учеб. пособие, Харьков, 1986-49с.

7.Незым В.Ю. “Расчет и проектирование решеток профилей дозвукового осевого Компрессора” Учеб. пособие, Харьков,“ХАИ” 1988г.-44с.

8. Шошин Ю.С., Епифанов С.В. «Расчет на прочность рабочей лопатки компрессора или турбины». Учеб. пособие. Харьков: ХАИ 1993г.

9. Шошин Ю.С., Епифанов С.В. «Расчет на прочность диска компрессора и турбины». Харьков: ХАИ 1998г.

10. Никитин Ю.М. «Конструирование элементов деталей и узлов авиадвигателей». Москва: Машиностроение.1968г.

11. В.Ю. Гранин, А.Ч. Долматов «Определение припусков на механическую обработку и расчет операционных размеров» Учебное пособие, ХАИ. 1989-42с.

12. В.Д. Сотников, А.И. Долматов «Разработка маршрутных процессов изготовления деталей авиадвигателей», Учебное пособие, ХАИ. 1989-40с.

13. «Справочник технолога-машиностроителя», т.1. Под редакцией А.Г. Косиловой, Москва, «Машиностроение», 1985г.

14. А.Г. Косилова, Р.К. Мещерякова. "Справочник технолога машиностроителя." в двух томах, том1, 2. Москва "Машиностроение" 1986.15. Д.К. Маргулис, "Протяжки для обработки отверстий", Москва, "Машиностроение",1986.

16. «Марочник сталей и сплавов», под редакцией. В.Г. Сорокина. - Москва машиностроение, 1989-640с.

Размещено на Allbest.ru