Студопедия — Предварительный расчет и согласование турбины вентилятора
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Предварительный расчет и согласование турбины вентилятора






 

Компоновка двигателя и полученные в результате ранее выполненных расчетов геометрические соотношения вентилятора и турбокомпрессора ТРДД приводят к некоторым ограничениям в выборе параметров и геометрических размеров турбины вентилятора. В частности, наружный диаметр турбины вентилятора на выходе не должен существенно превышать диаметра разделителя контуров, т.к. в противном случае это приведет к загромождению проточной части наружного контура двигателя. Поэтому порядок предварительного расчета может быть следующим.

1. Выбирается отношение наружного диаметра турбины вентилятора к диаметру разделителя контуров

.

Большие значения соответствуют ТРДД с большой степенью двухконтурности и без использования редуктора между роторами вентилятора и его турбины.

В примере

2. Наружный диаметр турбины на выходе

=

3. Потребная внутренняя удельная работа турбины газогенератора определяется из баланса мощностей турбины, вентилятора и подпорных ступеней (если они имеются)

.

– (см. §1.2 п.7).

4. Температура газа за турбиной вентилятора

5. Приведенная скорость и угол на выходе из турбины вентилятора

;

.

Выбираем ;

6. Отношение полных давлений в турбине вентилятора

где – (см. §1.2 п.8).

7. Площадь кольцевого сечения канала на выходе из турбины вентилятора

где Па – давление за турбиной вентилятора;

–коэффициент сохранения полного давления в переходном канале между турбиной компрессора и турбиной вентилятора.

8. Высота лопаток турбины вентилятора в выходном сечении

9. Средний диаметр турбины на выходе

10. Выбирается форма проточной части турбины вентилятора.

Как показывает практика выполненных ТРДД, при m > 5 турбина вентилятора имеет форму проточной части с , при m < 5 проточная часть с . В случае использования реактивного сопла без смешения потоков для снижения потерь в наружном контуре рекомендуется иметь турбину вентилятора с .

В примере принимаем форму с , хотя в дальнейшем приводятся формулы и для других форм проточной части турбины.

11. Площадь проточной части на входе в турбину вентилятора

где = 0,4…0,5 – приведенная скорость на входе в турбину вентилятора. Скорость должна быть согласована с ранее выбранной приведенной скоростью на выходе из турбины компрессора .

12. Диаметральные размеры на входе в турбину вентилятора.

При

;

;

.

При

;

;

.

При

;

;

.

13. При схемах и определяем средний диаметр турбины как полу сумму средних диаметров на входе и выходе турбины вентилятора

.

14. Выбор величины параметра согласования (см. §1.2 п.42). Для турбовентилятора величина согласует конструктивные и геометрические параметры вентилятора и его турбины и определяется

,

где – число ступеней турбины вентилятора;

– число ступеней вентилятора;

– средний диаметр вентилятора, представляющий полу сумму средних диаметров входа и выхода вентилятора;

m – степень двухконтурности двигателя.

Как показывает практика создания турбовентиляторов ТРДД, параметр практически не зависит от числа ступеней турбины вентилятора, подпорных ступеней, и m и оценивается пределом = 0,45…0,6.

В примере выбираем =

15. Число ступеней турбины вентилятора

.

Число ступеней турбины вентилятора округляется до ближайшего целого числа, и уточняется .

При схеме с подпорными ступенями число ступеней турбины вентилятора определяется

,

где i – передаточное отношение редуктора, расположенного между роторами вентилятора и его турбиной. При отсутствии редуктора i = 1;

– средний диаметр подпорных ступеней (см. §4.2 п.8).

В современных ТРДД при m < 1,0 турбина вентилятора обычно одно-двухступенчатая, при m = 1,0…2,5 турбина двух- трехступенчатая, при m = 4…6 турбина имеет .

16. окружная скорость на среднем диаметре турбины вентилятора

где – частота вращения ротора вентилятора;

i = 1 при отсутствии редуктора.

17. Параметр нагруженности ступеней турбины вентилятора

.

Для одноступенчатых турбин вентилятора , для двухступенчатых турбин , для многоступенчатых турбин вентилятора значение параметра лежит в пределах .

В случае, если параметр нагруженности не соответствует указанным пределам, выполнение условий обеспечивается путем изменения параметров , i (если редуктор имеется), или изменением . В случае изменения указанных параметров расчеты в §4.1…4.3 необходимо скорректировать.

18. Распределение теплоперепада между ступенями турбины вентилятора производится в зависимости от конкретных требований, предъявленных к двигателю, и от его схемы. При распределении необходимо руководствоваться следующим. Большие теплоперепады в первой ступени приводят к значительному снижению температуры газа в ней, чем исключается необходимость вводить охлаждение в последующих ступенях (в высокотемпературных ступенях).

При увеличенном теплоперепаде на последних ступенях получается более плавное очертание меридионального профиля проточной части турбины, и несколько увеличивается КПД турбины.

В примере принято следующее распределение теплоперепадов

19. Оцениваются прочностные параметры рабочей лопатки последней ступени турбины вентилятора.

Предварительно определяется температура в корне лопаток последней ступени турбины (неохлаждаемый вариант)

.

По температуре лопатки , выбранному ресурсу и принятому материалу лопаток определяется предел длительной прочности материала (см. §1.2 п.12).

Проверка прочности рабочих лопаток последней ступени турбины проводится по упрощенной формуле, исходя из максимального суммарного напряжения разрыва и изгиба в корневом сечении лопаток от действия центробежных и газовых сил

,

где – частота вращения ротора турбины. При отсутствии ротора (i = 1) ;

– площадь кольцевого сечения на выходе из турбины;

(см. §1.2 п.15);

(см. §1.2 п.15).

Запас прочности для лопаток последней ступени

.

Если , необходимо выбрать другой материал с повышенной длительной прочностью или ввести охлаждения для снижения .

20. Оценивается запас прочности в лопатках первой ступени турбины вентилятора.

Напряжения в лопатках первой ступени

,

где – число ступеней турбины вентилятора.

Температура газа за первой ступенью вентилятора

Температура торможения газа в относительном движении в первой ступени турбины вентилятора

.

Температура в корне лопаток первой ступени

.

Если температура лопатки окажется выше допустимой (), то необходимо ее охлаждать (см. §1.2 п.10).

После выбора системы охлаждения температура лопатки определяется по формуле

,

где и – безразмерная температура и температура охлаждающего воздуха (см. §1.2 п.10).

Так же, как и для рабочих лопаток последней ступени определяем предел длительной прочности материала для первой ступени (см. §1.2 п.12).

Запас прочности для лопаток первой ступени

.

Если , необходимо подобрать другой материал с повышенной длительной прочностью, или вводить более эффективную систему охлаждения (если лопатки требуют охлаждения).

Построение схемы меридионального сечения проточной части турбины вентилятора и ее детальный расчет проводятся так же, как и для турбины газогенератора (см. §3.1, §3.3, §3.4). Результаты поступенчатого детального расчета турбины вентилятора по среднему диаметру приведены в табл. 3.1.

 

 







Дата добавления: 2015-08-30; просмотров: 1257. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Логические цифровые микросхемы Более сложные элементы цифровой схемотехники (триггеры, мультиплексоры, декодеры и т.д.) не имеют...

Постинъекционные осложнения, оказать необходимую помощь пациенту I.ОСЛОЖНЕНИЕ: Инфильтрат (уплотнение). II.ПРИЗНАКИ ОСЛОЖНЕНИЯ: Уплотнение...

Приготовление дезинфицирующего рабочего раствора хлорамина Задача: рассчитать необходимое количество порошка хлорамина для приготовления 5-ти литров 3% раствора...

Дезинфекция предметов ухода, инструментов однократного и многократного использования   Дезинфекция изделий медицинского назначения проводится с целью уничтожения патогенных и условно-патогенных микроорганизмов - вирусов (в т...

Мелоксикам (Мовалис) Групповая принадлежность · Нестероидное противовоспалительное средство, преимущественно селективный обратимый ингибитор циклооксигеназы (ЦОГ-2)...

Менадиона натрия бисульфит (Викасол) Групповая принадлежность •Синтетический аналог витамина K, жирорастворимый, коагулянт...

Разновидности сальников для насосов и правильный уход за ними   Сальники, используемые в насосном оборудовании, служат для герметизации пространства образованного кожухом и рабочим валом, выходящим через корпус наружу...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия