Раcчет силовой турбины двигателя наземной установки мощностью 12 МВт
Введение
Целью данной работы является газодинамическое проектирование силовой турбины двигателя наземной установки 12 МВт. За основу взята силовая турбина двигателя ПС-90ГП-1. В данной работе проведены газодинамические и кинематические расчеты турбины по одной из методик, разработанной в ПНИПУ. Для достижения этой цели необходимо решить ряд задач:
определить размеры и форму проектируемой турбины, обеспечивающего оптимальное количество ступеней, работоспособность турбины, возможность получения наибольшего КПД и заданного ресурса;
выполнить расчёт геометрических параметров решётки профилей рабочего колеса первой ступени ТВД;
проанализировать необходимость и выбрать способ охлаждения турбины;
произвести выбор материала и расчёт рабочей лопатки для профилирования, на статическую прочность, где проверить может ли работать рабочая лопатка выбранной ступени газовой охлаждаемой турбины при воздействии на неё усилий (центробежных и газодинамических сил).
СОДЕРЖАНИЕ
Основные условные обозначения и сокращения4
Введение6
1.1 Газотурбинный двигатели7
1.2 Устройство газотурбинных двигателей8
1.3 Система запуска ГТД11
1.4 Основые принципы работы ГТД12
1.5 Виды ГТД16
1.6 Газотурбинный двигатель ПС-90ГП-124
2 Расчет газовойвой турбины27
2.1 Техническое задание для расчета газовой турбины27
2.2 Предварительный расчет турбины29
2.3 Расчет 1 ступени по среднему диаметру (первая итерация)39
2.3.1 Выбор предварительно назначаемых величин и расчет геометрических параметров40
2.3.2 Определение параметров в относительном движении на входе в рабочее колесо47
2.3.3 Параметры в относительном движении за рабочим колесом48
2.3.4 Параметры в абсолютном движении за ступенью50
2.3.5 Параметры ступени в целом52
2.3.6 Расчет среднестатистической геометрии54
2.3.7 Расчет среднестатистического значения потерь57
3 Определение параметров лопатки61
3.1 Определение кинематических параметров по высоте лопатки61
3.2 Определение геометрических параметров63
Заключение65
Список использованных источников67
Список использованных источников
Матюнин В.П. Турбомашины авиационных двигателей. Расчет и проектирование многоступенчатой охлаждаемой газовой турбины по выбранной проточной части. / В.П. Матюнин - Пермь. гос. техн. ун-т. Пермь, 2005, 28 с.;
Ронзин В.Д. Методические указания по расчету многоступенчатой газовой турбины при курсовом и дипломном проектировании. / В.Д. Ронзин - Пермь ПИ, 1981 -44 с.;
Матюнин В.П. Методические указания к выполнению курсовых работ и дипломных проектов для студентов специальности 160301 «Авиационные двигатели и энергетические установки» и направления 160100 «Авиа- и ракетостроение». / В.П. Матюнин - ПГТУ . Пермь, 2009, 42 с.;
Григорьев А.А. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок: метод, указания для студ. направления 160100 (551000) "Авиа- и ракетостроение/ сост.А.А. Григорьев. - Пермь : Изд-во Пермь. гос. техн, ун-та, 2008.-31 с.
Ахмедзянов А.М., Алаторцев В.П., Аксельброд С.Е., Дружинин Л.Н., Сахабетдинов М.А. Термогазодинамические расчеты авиационных ГТД. Учебное пособие - Уфа: изд. УАИ, 2018. 256 с.
Васильев Б.П., Коваль В.А. Основы проектирования газотурбинных двигателей и установок. - Харьков, 2018. - 375 с.
Дорошко С.М., Глазков А.С. Газотурбинные двигатели гражданской авиации: Уч. пособие/ Университет ГА. – Санкт-Петербург, 2018. – 125с.
Зрелов В.А. Отечественные газотурбинные двигатели: основные параметры и конструктивные схемы / Зрелов В.А. - М.: ОАО «Издательство «Машиностроение», 2019 - 336 с.
Иноземцев А.А., Нихамкин М.А., Сандрацкий В.Л. Газотурбинные двигатели. Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок. Том 3. Зубчатые передачи и муфты. Пусковые устройства. Трубопроводные и электрические коммуникации. Уплотнения. Силовой привод. Шум. Автоматизация проектирования и поддержки жизненного цикла. – М.: Машиностроение, 2018. - 228 с.
Павловский, В.А. Вычислительная гидродинамика. Теоретические основы: Учебное пособие
Функция форсажной камеры - кратковременное увеличение силы тяги. Может комбинироваться с двигателем любой контурности. Область применения - боевые сверхзвуковые самолёты.
Газотурбинная установка (ГТУ) с замкнутым циклом, где рабочий газ циркулирует без контакта с окружающей средой. Нагрев (перед турбиной) и охлаждение (перед компрессором) газа производится в теплообменниках. Такая система позволяет использовать любой источник тепла (например, газоохлаждаемый ядерный реактор). Если в качестве источника тепла используется сгорание топлива, то такое устройство называют двигателем внешнего сгорания. На практике ГТУ с замкнутым циклом используются редко.
ГТУ с внешним сгоранием представляет собой двигатели внутреннего сгорания, но также возможно построить ГТУ внешнего сгорания, которая, фактически, является газотурбинной версией теплового двигателя.