- •Содержание
- •Основные условные обозначения
- •Индексы
- •Сокращенные наименования
- •Введение
- •1 Проектный расчет основных параметров турбины высокого давления
- •1.1 Расчет диаметральных размеров турбины высокого давления
- •1.2 Построение меридионального сечения проточной части турбины высокого давления
- •2 Газодинамический расчет турбины высокого давления
- •2.1 Распределение теплоперепада между ступенями Термодинамические параметры рабочего тела на входе и выходе из ступеней
- •2.2 Расчет ступени по среднему диаметру
- •2.2.1 Параметры потока за сопловым аппаратом
- •2.2.2 Параметры потока на выходе из рабочего колеса
- •2.2.3 Расчет эффективной работы ступени с учетом потерь на трение диска и в радиальном зазоре
- •3 Расчет параметров потока на различных радиусах
- •3.1 Расчет втулочного сечения лопатки
- •3.2 Расчет периферийного сечение лопатки
- •4 Профилирование лопатки рабочего колеса
- •4.1Определение геометрических характеристик профилей и решетки в контрольных сечениях:
- •Заключение
- •Список использованной литературы
- •Приложение а
- •Приложение б
Введение
Проектный расчет проточной части ТВаД является следующим этапом проектирования двигателя после термогазодинамического расчета. На этом этапе определяются основные конструктивно-геометрические параметры проточной части ТВД. В процессе расчета определяются и согласовываются диаметры и проходные сечения компрессора и турбины, необходимая частота вращения и число ступеней, рассчитывается и строится меридиональное сечение их проточной части. Конструктивная схема проточной части ТВаД задается на основе прототипа. Рассчитываются параметры газового потока на различных радиусах проточной части турбины. Строятся треугольники скоростей и профили рабочего колеса ступени ВД турбины на среднем, втулочном и периферийном диаметре.
1 Проектный расчет основных параметров турбины высокого давления
1.1 Расчет диаметральных размеров турбины высокого давления
Таблица 1 - Исходные данные для расчета основных параметров
турбины ТВаД
Турбина ВД |
T*г=1470 К, Т*ТВД=1127.484 К, р*г=1150.319 кПа, р*ТВД=331.029 кПа, GГВД=5.033 кг/с L*твд=388.793 Zтвд=2 |
Следующий расчет будим производить по методике [5].
Определим величину отношения (величина высота рабочих лопаток на выходе из турбины ВД) по формуле
где параметр напряжений, величина которого располагается в пределах .
Теперь задаваясь величиной осевой скорости газа на входе в турбину определяют приведенную скорость Пусть , тогда
; .
Затем определим кольцевую площадь на входе в СА турбины ВД:
.
Определим кольцевую площадь на выходе из турбины.
Зададим отношение из интервала 1.2…1.9,тогда
,
а значение
; .
Определим величину кольцевой площади на выходе из турбины ВД:
.
Теперь по выбранной величине определим высоту рабочей лопатки на выходе из турбины:
.
Определим средний диаметр на выходе из турбины:
.
Определим периферийный диаметр на выходе из РК:
.
Определим втулочный диаметр на выходе из РК:
.
Высоту сопловой лопатки на входе в турбину определим, задав , так как у прототипа двигателя ТВ7-117В форма проточной части определяется законом Такая форма позволяет получить наименьшие осевые габариты турбины и меньшие углы наклона образующих поверхностей, таким образом
Определим периферийный диаметр СА на входе в турбину:
.
Определим втулочный диаметр СА на входе в турбину:
.
Определим частоту вращения ротора турбины ВД:
.
1.2 Построение меридионального сечения проточной части турбины высокого давления
Ширину лопаток СА и РК ступеней находим из соотношения , где . Выберем .
Определим ширину венца СА первой ступени:
.
Определим ширину венца РК первой ступени:
.
Определим ширину венца СА второй ступени:
.
Определим ширину венца РК второй ступени:
.
Осевой зазор между СА и РК обычно берется из соотношения:
.
Определим осевой зазор между СА и РК первой ступени:
.
Определим осевой зазор между РК первой ступени и СА второй ступени:
.
Определим осевой зазор между СА и РК второй ступени:
.
Определим радиальный зазор между торцами перьев лопаток и корпусом, который находится в интервале 0.8…1.5 мм. Примем . По результатам расчетов построим меридиональное сечение проточной части турбины (рисунок 1).
Рисунок 1. Меридиональное сечение