Министерство Транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство морского и речного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Государственный Университет Морского и Речного Флота имени

адмирала С.О. Макарова.

Кафедра «Судовые ядерные энергетические установки»

Курсовой проект на тему: «Расчет турбокомпрессора судового двс».

по дисциплине: «Судовые турбомашины»

Выполнил: к-т Кудинов Д.С.

М-453 группа

Преподаватель: Веселков Н.А.

Санкт – Петербург

2014 г.

Содержание

Задание на курсовой проект……………………………………………………………………….3

1. ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОЕКТИРУЕМОГО ТУРБОКОМПРЕССОРА……………………………………………………..4

2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ТУРБОКОМПРЕССОРА С ТУРБИНОЙ ПОСТОЯННОГО

ДАВЛЕНИЯ………………………………………………………………………………….……..5

2.1 Определение расчетных параметров воздуха и газа для турбокомпрессора……………..5

2.2 Тепловой расчет одноступенчатого центробежного компрессора с радиальными лопатками……………………………………………………………………………………………………..9

2.3 Тепловой расчет одноступенчатой газовой турбины осевого типа………………………16

2.4 Профилирование рабочих лопаток газовой турбины……………………………………...19

3. РАСЧЕТ НАПРЯЖЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ТК………………………………………………20

3.1 Расчёт на прочность рабочих лопаток постоянного сечения………………………………22

3.2 Расчёт вала на прочность……………………………………………………………………..24

Эскиз проточной части турбины………………………………………………………………..26

Эскиз проточной части центробежного компрессора……………………………………........27

Треугольники скоростей турбины………………………………………………………….......28

4.ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ ВОПРОС………………………………………………………….29

4.1

Список использованной литературы

1. Обоснование конструктивных и эксплуатационных особенностей проектируемого турбокомпрессора.

Наиболее эффективным и рациональным средством повышения мощности двигателя внутреннего сгорания является использование наддува, под которым понимается подача воздуха в цилиндры под давлением за счет использования энергии отработавших газов.

Современные судовые дизели оборудуются разнообразными системами наддува. Если для наддува применяются только турбокомпрессоры, то наддув условно называют «чистым» газотурбинным. Если же, кроме турбокомпрессоров, используются дополнительные компрессоры (например, компрессоры подпоршневых полостей), то такой наддув называют комбинированным.

Учитывая прямоточно-клапанную продувку двигателя, т.е. возможность осуществлять большую степень предварения выпуска при меньшем суммарном коэффициенте избытка воздуха и давление наддува равное 251,942 кПа, выбираем «чистый» газотурбинный наддув с турбиной постоянного давления. Отработавшие газы направляются в выхлопной коллектор большого объема. Допустимая температура выхлопных газов – (450  490)⁰С.

Рис. 1 Схема «чистого» газотурбинного наддува

Обозначения:

ТПД – турбина постоянного давления

ЦК - центробежный компрессор

ВО - воздухоохладитель

Из расхода воздуха на двигатель (G = 9,913 кг/с), принимаем 1 центробежный компрессор осерадиального типа с лопатками, загнутыми назад ( = 90º). Расход воздуха на компрессор составляет G = 9,913 кг/с. Такой компрессор допускает большую окружную скорость U = 346,92 м/с и, имея действительный коэффициент напора  =1,514, позволяет получить степень повышения давления воздуха  = 2,482

Частота вращения турбокомпрессора n = 12434,5 об/мин. Потребляемая мощность N_ik = 1091,6 кВт. Для привода ЦК используется одноступенчатая газовая турбина осевого типа (Р_Г = const).

Степень реактивности турбинной ступени  = 0,35 в зависимости от  = 5,62. Расчет профилирования рабочих лопаток осуществляется по методу постоянства циркуляции. Потери на вентиляцию и выколачивание отсутствуют, т.к. степень парциальности впуска  = 1. Эффективная мощность газовой турбины N =1094 кВт.