Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Госник ДП

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
18.03.2015
Размер:
793.46 Кб
Скачать

21. Способы снижения динамических напряжений в лопатках.

1)применение бандажирования(в турбинах)

2)антивибрационные полки

3)срез задней кромки лопатки (в турбинах)

4)парные лопатки с удленённой ножкой в одном пазу

5)разрезнаялопатка

22. Виды и формы колебаний дисков, физические причины колебаний.

Спектр собственных форм колебаний в первом приближении можно представить с помощью круглых пластин. Формы колебаний отличаются друг от друга числом узловых диаметров n и числом узловых окружностей s. В соответствии с этими признаками все формы разделяются на три группы.

1)осесимметричные колебания отсутствие узлового диаметра и несколько узловых

окружностей. Характеризуются неуравновешенностью в осевом направлении.

2) кососимметричные колебания Имеется один узловой диаметр и несколько узловых

окружностей. Характеризуются возникновением неуравновешенного изгибного момента. Этот момент может вызвать изгибные колебания ротора.

3)циклически симметричные формы Общая характеристика циклически симметричных форм

заключается в том, что эти формы уравновешенны, поэтому обнаружить такие колебания на двигателе с помощью штатных датчиков практически невозможно.

Возбуждающими источниками колебаний являются пульсации давления расхода газа в проточной части двигателя, колебания давления и расхода газа в разгрузочных полостях.

23. Расчет собственных частот колебаний дисков.

Каждой форме собственных колебаний соответствует строго опрелеленная частота колебаний. Для простых круглых пластин частота может быть посчитана по формуле:

 

 

 

 

 

 

2

D

p

ns

 

 

 

 

 

h ,R-наружный радиус,

 

R2

ρ,h-плотность и толщина

D

 

 

Еh

3

 

 

 

12(1

 

 

 

 

 

2

2

 

-коэф.

ns

 

 

 

)

-цилиндрическая жесткость

 

частоты для формы ns

24. Факторы, влияющие на собственные частоты колебаний дисков.

1)увеличение коничности или гиперболичности полотна диска ведет к увеличению частоты на 50-100% 2)наличиелопаточноговенца

3)влияние угловой скорости рабочего колеса Радиальные ц.б. силы препятствуют изгибу диска и следовательно повышают собственную частоту

p

2

p

2

B

2

 

 

 

 

 

0

 

 

ω

4)влияние температуры С увеличением темп. уменьшается модуль упругости Е,

следовательно частота уменьшается. При наличие ярко выраженного обода вследствие градиента температур диска появляется напряжения сжатия. Вследствие снижения Е и возникновения напряжений сжатия понижают номинальную частоту вращения диска.

25.Определение осевых газовых сил, действующих в компрессоре

икамере сгорания.

Осевое усилие возникающее на элементах конструкций двигателей,

определяется как сумма статических давлений воздуха или газа на поверхности проточной части элементов и газодинамической силы, вызванной изменением количества движения воздуха или газа при прохождении его через рассматриваемый элемент конструкции (в компрессоре и КС).

Компрессор:

Осевая газодинамическая сила, возникающая на лопатках рабочего колеса, может быть подсчитана по формуле:

Pал(s) p1(s) F1(s) p2(s) F2(s) G(c2( sa) c1(as) )

Осевая газодинамическая сила, действующая на все рабочее колесо ступени, определяется как сумма равнодействующих статических давлений на боковые поверхности рабочего колеса и осевой силы лопаток.

P

(s)

P

(s)

p

(s)

F

p

(s)

F

p

(s)

F

p

(s)

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а.ст

ал

10

1H

1б

1BH

20

2H

2б

2BH

Полное осевое усилие, действующее на направляющий аппарат ступени, складывается из суммы

Pна(s) Pал(s) p20(s) F2 p30(s) F3

Камера сгорания:

Осевая газодинамическая сила, действующая на весь узел камеры сгорания в целом, может быть рассчитана по формуле

P

p F p F G(c

c

)

а.к.с.

1 1

2 2

2a

1a

 

Осевая сила КС действует в сторону компрессора и достигает величин, превышающих величину тяги двигателя.

26.Определение осевых газовых сил, действующих в турбине и реактивном сопле.

Осевое усилие возникающее на элементах конструкций двигателей, определяется как сумма статических давлений воздуха или газа на поверхности проточной части элементов и газодинамической силы, вызванной изменением количества движения воздуха или газа при прохождении его через рассматриваемый элемент конструкции (в турбине и РС).

ТУРБИНА:

Осевая газодинамическая сила, возникающая на лопатках рабочего колеса, может быть подсчитана по формуле:

P

(s)

p

(s)

F

(s)

p

(s)

F

(s)

G(c

(s)

c

(s)

)

 

 

 

 

 

 

 

ал

1

1

2

2

2a

1a

 

Полное осевое усилие на рабочем колесе:

P

P

p

F p F p

F p F p F

аТ

ал

1вн

1

0 0

2вн

2

3 3

4 4

РЕАКТИВНОЕ СОПЛО:

За турбиной в реактивном сопле в большинстве случаев устанавливается центральное тело, связанное с внешней оболочкой

сопла стойками или стержнями. Диаметр

D

центрального тела в

1

сечении I-I равен диаметру окружности корневых сечений лопаток колеса турбины. Если между колесом турбины и центральным телом

на диаметре

D

расположено уплотнение, а внутрь

1

центрального тела подается некоторое разгрузочное давление осевое усилие РС подсчитывается по формуле

Pp.c. p1F1 p1' F1' p2 Fр.с. pH F2 G(c2

конуса

p

'

 

 

, то

1

 

c1)

27. Определение инерционных нагрузок, сил трения, гироскопических моментов, термических усилий, возникающих в ГТД.

Инерционные силы. При выполнении самолетом эволюций в полете, а также при взлете и посадке возникают инерционные перегрузки, действующие на все элементы двигателя. В каждом конкретном случае максимальные силы инерции, вызывающие перегрузку узла, детали или двигателя в целом, определяются равенством

Pj Mgnmaxэ

М- масса узла, детали или двигателя в целом, в кг

n

э

 

 

-коэффициент максимальной эксплуатационной перегрузки

max

 

Сила инерции направлена по радиусу кривизны траектории, описываемой самолетом при эволюции.

Гироскопические моменты. При выполнении самолетом эволюцией на вращающийся ротор двигателя кроме сил инерции, вызывающих перегрузку, действует гироскопический момент

M p J p sin

J

p

-массовый полярный момент инерции ротора относительно оси

 

 

 

 

 

 

его вращения

 

 

 

 

-угловая скорость ротора

 

 

 

 

 

 

 

- угловая скорость самолета при эволюции

 

 

 

 

-угол между векторами угловых скоростей

 

и

 

 

 

 

 

Гироскопические моменты возникают на каждом диске ротора, нагружают элементы его конструкций и соединений. Суммарный гироскопический момент всего ротора создает большие нагрузки на опоры ротора

28. Организация разгрузочных полостей в ГТД. Определение разгружающего усилия.

Общее осевое усилие, возникающее на роторе компрессора, равно сумме осевых сил от всех ступеней. Для уменьшения этой осевой силы за задней торцовой поверхностью ротора создается Пдумисная полость с низким, почти атмосферным, давлением рн а перед передней торцовой поверхностью ротора думисная З полость , в которую подается воздух повышенного давления рП от промежуточных ступеней (рис. 2.9). В результате возникает .разгружающая положительная сила как разность осевых сил, действующих на торцы ротора. Расчет этой силы производится по заданным величинам давлений и размерам

площадей. FП = 0,25*π(D2УП-d2УП); FЗ = 0,25*π(D2УЗ-d2УЗ)

Рис. 2.9. Схема действия осевых сил на торцевые поверхности ротора компрессора

29. Баланс осевых газовых сил ГТД.

Алгебраическая сумма осевых газодинамических и газостатических сил приложенных к узлам и деталям двигателя численно равна тяге развиваемой двигателем.

Усилие на роторе турбины в 2,6 раза больше силы тяги.

Рассмотренный пример показывает, что детали ГТД находятся под воздействием больших внутренних газодинамических сил, поэтому в процессе проектирования осевые силы рассчитываются и учитываются для оценки прочности конструкции и обеспечения минимальной массы двигателя.

30.Определение крутящих моментов от газовых сил, возникающих в рабочих лопаточных венцах, и скручивающих моментов, возникающих в неподвижных лопаточных венцах. Баланс крутящих и скручивающих моментов.

Моменты кручения от газовых сил, возникающих на лопатках рабочих колес и на НА находятся на основе треугольников скоростей на среднем радиусе степени перед и за соответствующими элементами

Для компрессора:

РК

М

крРК

G

В

(R

С

2u

R

С

)

 

 

2ср

 

1ср

1u

 

НА

М

крНА

G

В

(R

С

3u

R

С

2u

)

 

 

3ср

 

2ср

 

 

С

С

2u

С

3u

1u

 

 

окружные составляющие абсолютных скоростей

Баланс крутящих и скручивающих моментов:

М

кр

М

крРК

М

крНА

0

 

 

 

 

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]