Проект конструкции узла компрессора двигателя газотурбинной установки 10 МВт
Введение
Осевой компрессор один из главных узлов авиационного двигателя. Компрессор предназначен для создания необходимого давления воздуха (рабочего тела) и подачи его в камеру сгорания. Основными параметрами компрессора являются: степень повышения давления в компрессоре; секундный расход воздуха; коэффициент полезного действия.
К осевым компрессорам газотурбинных двигателей предъявляются некоторые требования [3]:
- небольшие размеры и масса компрессора;
- большие значения КПД;
- надежность и живучесть компрессора;
- низкая себестоимость производства, а также возможность его модернизации;
- высокая технологичность конструкции и ее контролепригодность.
СОДЕРЖАНИЕ
РЕФЕРАТ 5
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ, ИНДЕКСОВ 6
ВВЕДЕНИЕ 9
1. Конструкторская часть 11
1.1. Разработка конструктивной схемы компрессора 11
1.1.1. Выбор и обоснование формы проточной части 11
1.1.2. Анализ вариантов конструктивных схем существующих узлов и выбор схемного решения 12
1.1.3. Выбор количества, расположения и типа опор ротора 14
1.1.4. Выбор и обоснование конструктивной схемы 16
1.2. Разработка силовой схемы компрессора 17
1.2.1. Основные силовые факторы и усилия, действующие на
элементы узла 17
1.2.2. Выбор силовой схемы 17
1.3. Разработка конструкции ротора компрессора 18
1.3.1. Выбор и обоснование способа соединения дисков с валом 18
1.3.2. Выбор и обоснование способа крепления рабочих лопаток с дисками 20
1.3.3. Выбор профиля дисков 21
1.4. Проработка конструкции статора компрессора 21
1.4.1. Проработка конструкции корпуса 21
1.4.2. Проработка конструкции направляющих аппаратов 23
1.5. Разработка системы уплотнения газовоздушного тракта 25
1.6. Разработка системы уплотнения масляных полостей 26
1.7. Разработка системы перепуска и отборов воздуха 28
2. Расчет на прочность рабочей лопатки 29
2.1. Методика расчета рабочей лопатки на статическую прочность 29
2.1.1. Определение напряжений растяжения от центробежных сил 29
2.1.2. Изгибающие моменты от газодинамических сил 30
2.1.3. Напряжения изгиба от газодинамических сил 32
2.1.4. Изгибающие моменты и напряжения изгиба от центробежных сил 33
2.1.5. Суммарные напряжения от растяжения и изгиба 34
2.2. Расчет газодинамических сил, действующих на лопатку 35
2.3. Определение геометрических параметров лопатки 37
2.4. Определение расчетного режима по частоте вращения 40
2.5. Определение рабочей температуры лопатки 40
2.6. Выбор материала и его характеристики 41
2.7. Расчет напряжений в лопатке 42
2.8. Оценка работоспособности лопатки по условиям прочности 44
ВЫВОДЫ 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
СПЕЦИФИКАЦИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ, СХЕМ 48
ПРИЛОЖЕНИЯ 49
Приложение А. Форма проточной части 49
Приложение Б. Конструктивная схема компрессора 50
Приложение В. Силовые схемы компрессора 51
Приложение Г. Профиль рабочей лопатки 2-ой ступени компрессора 54
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 55
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
- Курсовая работа «Компрессор двигателя газотурбинной установки10 МВт» по дисциплине «Расчет и проектирование лопаточных машин».
- Конструкция наземных газотурбинных установок: метод. указания к выполнению курсового проекта / сост. Л.В. Воронов. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2007. – 42с.
- Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок; М.А. Нихамкин, Л.В. Воронов; Пермь, 2005 г; 141с.
- Авиационные газотурбинные двигатели; Г.С. Скубачевский; «Машиностроение»; М; 1981 г; 550 с.
- Конструкция основных узлов двигателя ПС-90А; М.М. Зальцман, М.А. Нихамкин; Пермь, 1997 г; 92с.
- Теория и расчет авиационных лопаточных машин; К.В. Холщевников, О.Н. Емин, В.Т. Митрохин; М; «Машиностроение»; 1986 г; 432 с.
- Статическая прочность элементов конструкции ГТД; М.М. Зальцман, М.А. Нихамкин; Пермь, 1998 г; 74с.
- Разработка системы уплотнения масляных полостей
Масляные уплотнения используется для выполнения очень важной задачи – это препятствие проникновения воздуха.
Масляное уплотнение вала опоры исследуемого газотурбинного двигателя, применяется в несколько частях:
- камере наддува;
- камере суфлирования;
- масляной полости.
Функция масляного уплотнения это невозможность проникновения воздуха в масляную камеру, снижение выбросов масла в камеру суфлирования, и как следствие необходимое снижение перерасхода масла и отсутствие "масляного голодания". Эффективным решением поставленной задачи будет применение, рассматриваемое масляное уплотнение, которое применяется в уплотнении и из камеры наддува, масляной полости с определенным усилением контактным уплотнением, камеры суфлирования, от газовоздушного тракта разделенную лабиринтным уплотнением. Масляное уплотнение используемое для наших опор компрессора в исследуемом газотурбинном двигателе применяется для уплотнении вала конкретной опоры.