СВЕРХЗВУКОВЫЕ ВХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА

7. 0,447 В

8. 2,63 · 10^–7 моль/л

 

 

Зміст

 

	Стор.
Вступ…………………………………………………………………………..
1. Техніка безпеки і перша допомога в хімічній лабораторії………………..
2. Оптичні методи аналізу. ……………………………………………………. 2.1. Абсорбційна фотометрія…………………………………………………...
Лабораторна робота № 1. Фотоколориметричний аналіз………………….
Лабораторна робота № 2. Фотоколориметричний аналіз суміші барвників……………………………………………………………..
2.2. Нефелометрія і турбідиметрія…………………………………………….
Лабораторна робота № 3. Нефелометричний аналіз……………………….
2.3. Емісійна фотометрія. Люмінесцентні методи аналізу…………………..
Лабораторна робота № 4. Люмінесцентний метод ………………………... визначення замаслювачів у тканинах……………………………………….
2.4. Поляриметричний метод аналізу………………………………………….
Лабораторна робота № 5. Визначення вуглеводів ……………………….. поляриметричним методом………………………………………………….
2.5. Рефрактометричний метод аналізу………………………………………. Лабораторна робота № 6. Рефрактометричний метод визначення вуглеводів……………………………………………………….
3. Електрохімічні методи аналізу…………………………………………….. 3.1. Кондуктометрія…………………………………………………………….
Лабораторна робота 7. Кондуктометричний аналіз………………………..
3.2. Потенціометричні методи аналізу………………………………………..
Лабораторна робота № 8. Потенціометричне титрування кислот………..
Лабораторна робота № 9. Потенціометричне визначення концентрації йонів натрію у водяних розчинах…………………………….
3.3. Кулонометричне титрування………………………………………………
Лабораторна робота № 10. Кулонометричне визначення відновників. Визначення в розчині кількості тіосульфату натрію……….
4. Радіометричний метод аналізу……………………………………………… Лабораторна робота № 11. Визначення калій хлориду у суміші хлоридів. Роздільне визначення b– і g–випромінювань……………………
Відповіді до розрахункових задач……………………………………………..

 

 

Замовлення №

Формат 60´84/16

Наклад 30 прим.

 

Надруковано у видавництві ХНТУ

73008, м. Херсон, Бериславське шосе, 24

Редакційно-видавничий відділ, т. 55-47-13

АЛЬБОМ ИЛЛЮСТРАЦИЙ

К ВЫПУСКНОМУ КВАЛИФИКАЦИОННОМУ ПРОЕКТУ

ЮУрГУ–220601.2012.066.АИ ВКП
Количество листов ______		Руководитель проекта,
		старший преподаватель   ____________ Т.А. Харламова   «____»_______________ 2013 г.   Автор проекта студент группы МН-523 _____________ В.В. Майоров   «____»_______________ 2013 г.   Нормоконтролёр, ст. преподаватель   ___________ А.Е. Щелконогов   «____»______________ 2013 г.

 

Челябинск 2013

ДОЗВУКОВЫЕ ВХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА

Дозвуковое входное устройство применяется при дозвуковых скоростях полета. При этом преобразование кинетической энергии (скоростного напора) набегающего потока в потенциальную (давление) осуществляется в свободном потоке перед входным устройством. Внутри же канала дозвукового входного устройства воздух течет со сравнительно небольшими скоростями, не превышающими 0,6—0,65 местной критической скорости.

Простейшее дозвуковое входное устройство (рис. 1.2) состо­ит из внешнего обтекателя 1, внутреннего обтекателя 2 и кор­пуса 3.

Внешний обтекатель имеет профилированную переднюю кромку, что обеспечивает обтекание ее воздухом с малыми по­терями и устраняет срыв потока, когда его направление не сов­падает с осью входного кана­ла. Он изготавливается из ли­стового материала АМг или АМц. Для жесткости к стенке обтекателя привариваются то­чечной или роликовой электро­сваркой продольные и попереч­ные профилированные элемен­ты. Передняя профилирован­ная кромка, изготавливаемая глубокой вытяжкой, соединя­ется с внешним обтекателем сваркой.

Внутренний обтекатель слу­жит для плавного перехода кругового сечения входа в кольцевое и обычно изготавли­вается посредством глубокой вытяжки и сварки из листового ма­териала (АМг, АМц или стали 10). Он делается неразъемным или с разъемом в продольной плоскости.

Во входном устройстве ТВД (рис. 1.3) внутренний обтекатель образуется обтекателями втулки воздушного винта и корпуса редуктора.

Дозвуковое входное устройство можно применять и на не­больших сверхзвуковых скоростях (до М= 1,3...1,5), при которых потери энергии в прямом скачке уплотнения еще незначительны.

СВЕРХЗВУКОВЫЕ ВХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА

Для получения максимальной эффективной тяги на боль­ших сверхзвуковых скоростях полета (М>1,5) применяют сверх­звуковые входные устройства. В существующих конструкциях сверхзвуковых входных устройств процесс торможения (сжа­тия) набегающего сверхзвукового потока осуществляется систе­мой скачков уплотнения — несколькими косыми и замыкающим прямым. Система косых скачков обычно образуется вследствие излома образующей центрального тела или клина. На расчетном режиме все косые скачки замыкаются на передней кромке обе­чайки. Прямой же скачок всегда располагается в плоскости входа. Наивыгоднейшее потребное число скачков зависит от числа М полета. При М = 3,5 рекомендуется иметь четыре косых и один прямой скачок уплотнения.

Сверхзвуковые входные устройства могут иметь постоянную или переменную геометрию (быть регулируемыми). Входные устройства постоянной геометрии хорошо работают только на одном расчетном режиме, в связи с чем возможное практиче­ское применение их на сверхзвуковых самолетах ограничено.

В регулируемых входных устройствах осуществляется (путем соответствующего изменения геометрии) согласование производительности (пропускной способности) системы скачков уплот­нения, горла входного устройства (минимального сечения вход­ного канала) и компрессора, в результате чего обеспечивается получение максимальной эффективной тяги и устойчивой ра­боты двигателя в широком диапазоне скоростей полета самоле­та и режимов работы двигателя. Так, при скоростях полета, со­ответствующих М=3,5, входное устройство должно подводить в двигатель в 3 раза больше воздуха, чем при М=1,5.

Согласования производительности входного устройства с по­требным расходом воздуха можно добиться следующими спосо­бами:

1) изменением площади входа — отклонением кромки обе­чайки (рис. 1.4, а) или других элементов воздухозаборника;

2) осуществлением сверхзвукового обтекания потока — с уменьшением количества воздуха, поступающего во входное ус­тройство (рис. 1.4, б);

3) использованием специальной системы перепуска возду­ха из воздухозаборника в атмосферу; воздух перепускается через створку в дозвуковой части за горлом непосредственно в атмосферу или через створку в гондолу, а из гондолы в атмосферу через дозвуковое или сверхзвуковое сопло Лаваля (рис. 1.4, в).

Наилучшие результаты получаются при использовании всех трех способов.

Сверхзвуковые входные устройства выполняются осесимметричными, полукруглыми или плоскими (прямоугольными).

В сверхзвуковом регулируемом осесимметричном входном устройстве (рис. 1.5) внутренний обтекатель состоит из несколь­ких частей, соединенных друг с другом. Передняя его часть — ступенчатый конус 1 — может выдвигаться вперед сервопоршнем 2. Внешний обтекатель 3 имеет впереди кольцо жесткости 4 с острой входной кромкой. В задней части внешнего обтекателя между стенками находится кольцо жесткости 5, которое переме­щается гидроцилиндрами вперед для открытия окон 6 и подвода некоторого количества воздуха (при запуске и работе двигателя на взлете и малых скоростях полета), минуя входное сечение с целью уменьшения потерь и срыва потока с острых кромок коль­ца жесткости.

Переднее кольцо жесткости изготавливается механической обработкой в виде усеченного конуса с переменной толщиной стенки (рис. 1.6). Переднюю кромку кольца, на которой замы­каются скачки уплотнения, делают острой.

К задней части кольца жесткости приваривается роликовой сваркой внутренняя обечайка (оболочка) и точечной односторонней сваркой — наружная, образующая трубу входного уст­ройства. Жесткость трубы обеспечивается приваркой кольцевых и продольных профилированных подкрепляющих элементов.

Диаметр наружной обечайки примерно на 8—10% больше диаметра внутренней. При углах «поднутрения» a= 4...6° внутренний диаметр канала берется примерно на 7—8% больше диа­метра входа. Задние концы обечаек соединяются фланцем, кото­рый обеспечивает жесткость и возможность надежного крепле­ния к корпусу входного устройства двигателя.

Ступенчатый конус в общем случае состоит из конических, цилиндрических и криволинейных оболочек, соединенных свар­кой или винтами в общий узел с помощью кольцевых и продоль­ных профилированных элементов жесткости (точеных или валь­цованных).

Для изготовления оболочек трубы и конуса применяют листо­вой материал из алюминиевых сплавов толщиной 1,2—2,5 мм и из стали толщиной 0,8—1,0 мм, а для подкрепляющих элемен­тов— соответственно 1,5—2,0 и 1,0—1,5 мм.

Управление конусом осуществляется автоматически от сис­темы автоматического регулирования двигателя.

Сверхзвуковое входное устройство для полетного числа М = 2,5 необходимо изготавливать из стали, так как температура заторможенного потока, а следовательно, и температура эле­ментов входного устройства достигает при этом 215° С и более; при числе М = 3,5 необходимо применять жаропрочную легирован­ную сталь: в этом случае температура заторможенного потока превышает 475° С.

На рис. 1.7 показана схема плоского сверхзвукового регули­руемого входного устройства со ступенчатым клином изменяемой геометрии.

На рис. 1.8 дана схема сверхзвуковых регулируемых входно­го и выходного устройств для ТРД «Олимп», устанавливаемых на сверхзвуковом пассажирском самолете «Конкорд» (М = 2,2). На этом же рисунке показано изменение положения регулируемых элементов входного и выходного устройств при изменении режима полета самолета.

Осесимметричные входные устройства (см. рис. 1.5) дают форму потока, хорошо согласующуюся с формой канала на вхо­де в компрессор, и по сравнению с другими имеют меньшее лобо­вое сопротивление и меньший вес, а также обеспечивают лучшую равномерность потока на входе в компрессор. Однако такие входные устройства имеют плохие характеристики при изменении угла набегания потока. Кроме того, осуществление необходимого регулирования осесимметричного входного устройства связа­но с большими трудностями, чем в случае плоского входного ус­тройства.

В плоских (прямоугольных) сверхзвуковых входных устрой­ствах регулирование входа (в том числе и площади горла) конструктивно осуществляется значительно проще, чем в осесимметричных. Регулирование площади горла можно осуществить с помощью подвижной профилированной вставки или с помощью специального клина изменяемой геометрии (см. рис. 1.7).

Плоское входное устройство имеет широкие возможности для регулирования площади горла и обеспечивает получение прием­лемых характеристик во всем диапазоне скоростей полета и на всех режимах работы двигателя. При коротком и широком кли­не потери на трение примерно такие же, как у осесимметричного воздухозаборника.

При правильном расположении плоского входного устройст­ва относительно набегающего потока отрицательное влияние изменения угла набегания потока на характеристики незначительно (клин тормозит поток и одновременно обеспечивает при­мерно постоянное направление потока, набегающего на обе­чайку).

Сверхзвуковое входное (а также сверхзвуковое выходное) устройство должно проектироваться как неотъемлемая часть двигателя (силовой установки). Доводку и испытания двигате­ля необходимо производить совместно с входным (и выходным) устройством. При проектировании компрессора необходимо учи­тывать, что при наличии сверхзвукового входного устройства уве­личивается неравномерность поля скоростей на входе в компрес­сор, усиливается пульсация потока и уменьшается запас устой­чивости работы компрессора. Так, в связи со сказанным расчет первой ступени компрессора и профилирование ее лопаток необ­ходимо вести с учетом потерь давления и степени неравномерно­сти потока на входе в компрессор, а расчет вибрационных ха­рактеристик лопаток и дисков — с учетом влияния входного устройства на величину и характер возбуждающих сил. При расчете и доводке двигателя необходимо увязывать характери­стики входного устройства с характеристиками компрессора и двигателя.

 

Литература:

1. Конспект лекций.

2. Техническое описание двигателей НК-8-2У, Д-36, АИ-25.

3. Г.С. Скубачевский. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. Москва. Машиностроение. 1974 г.

4. З.С. Паллей, И.М. Королев, Э.В. Ровинский. Конструкция и прочность авиационных газотурбинных двигателей. Москва. “Транспорт”, 1967 г.

5. Л.П. Лозицкий, А.Н. Ветров и др. Конструкция и прочность авиационных газотурбинных двигателей. Москва. “Воздушный транспорт”, 1992 г.

 

Контрольные вопросы

1. Назначение входных устройств.

2. Типы входных устройств. Преимущества и недостатки различных типов.

3. Чем отличаются сверхзвуковые входные устройства от дозвуковых?

4. Принцип работы сверхзвукового входного устройства.

5. Какое входное устройство называется наивыгоднейшим и почему?

6. Возможные неисправности входных устройств. Причины их появления и способы устранения.

7. Сделать выводы о внешнем виде и пригодности к работе ВНА одного из двигателей в лаборатории.

Отчет должен содержать:

1. Номер работы.

2. Цель работы.

3. Задание.

4. Краткое описание конструкции и работы входных устройств.

5. Фамилия курсанта, выполнявшего отчет по лабораторной работе.

 

Методическую разработку по лабораторной работе составил: преподаватель Линник И.И.

 

Лабораторная работа № 2

КОМПРЕССОРЫ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

ТЕМА РАБОТЫ: Изучение конструкций различных типов компрессоров, конструкции их составных частей, принципа работы.

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучить конструкцию дозвуковых и сверхзвуковых, осевых, центробежных и диагональных компрессоров.

МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:

1. Плакаты с различными типами компрессоров двигателей гражданской авиации.
2. Составные части компрессоров: лопатки ротора, лопатки статора, диски, подшипники опор и др.
3. Техническое описание и руководство по эксплуатации двигателей.
4. Двигатели: НК-8-2У, АИ-25, Д-36, АИ-9, ГТД-16.

ЗАДАНИЕ:

1. Изучить назначение, конструкцию, состав компрессоров двигателей и отдельных конструктивных элементов компрессоров.
2. Изучить принцип работы ступени осевого многоступенчатого компрессора.
3. Выполнить осмотр компрессора и дать заключение о его внешнем виде и пригодности к работе.