Глава VII. Комплекс программ для выбора и расчета параметров компрессора и турбины ТURBO_GTD
Комплекс программ ТURBO_GTD разработан для помощи студентам в проведении расчетных работ по курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Теория и расчет лопаточных машин» и реализует методику, описанную в учебном пособии в главах 1¸5. Весь комплекс состоит из нескольких диалоговых программ, написанных на языке Фортран-95, каждая из которых может применяться (как отдельно, так и совместно) на персональных компьютерах любой конфигурации, работающих под операционной системой Windows 9X/Ме/2000. Поэтому для успешного применения данных программ, необходимо обладать определенным объемом знаний работы на персональном компьютере. Следует подчеркнуть, что применяемая методика, несмотря на строгое соответствие теории, носит скорее учебный характер, входящие в нее константы носят приближенный характер, поэтому ее использование для прикладных исследовательских задач, требует дополнительных уточнений и настройки этих программ. Программный комплекс ТURBO_GTD состоит из следующих программ: 2 ТurComp - Согласование параметров турбокомпрессора 2 Тurbina - Расчет турбины по среднему диаметру 2 Compres - Предварительный расчет компрессора по среднему диаметру 2 ChanCom - Уточненный выбор проточной части компрессора 2 BladAng – Расчет параметров по радиусу проточной части и профилирование лопаток турбомашин. Ниже дается назначение, краткое описание каждой программы и особенности ее работы. Программа ТurComp предназначена для выбора основных расчетных параметров компрессора и турбины, увязки их между собой по газодинамическим и термодинамическим параметрам на расчетных режимах, и предварительного формирования геометрии проточной части как газогенератора ГТД, так и контура низкого давления. Основные уравнения и последовательность расчета описаны подробно в гл.1 данного пособия. Студент должен научиться выбирать значения основных параметров турбокомпрессора, количество ступеней компрессора и турбины так, чтобы получить близкие диаметральные размеры турбины и компрессора, и при этом не превысить конструктивных и газодинамических ограничений. Программа Тurbina предназначена для уточненных расчетов проточной части турбины по среднему диаметру с учетом схемы охлаждения, прочностных и ресурсных ограничений ее конструкции. Назначение программы научить студента выявлять наиболее существенные взаимосвязи и взаимовлияние различных параметров турбины на ее мощность и КПД, анализировать согласованность работы ступеней на основе построения входных и выходных треугольников скоростей, полученных в ходе расчетов по данной программе. Программа Compres - это основная программа расчета параметров осевого компрессора на среднем диаметре по его ступеням. Она позволяет при заданных скоростях и степенях реактивности последовательно распределить работу сжатия по ступеням, определить степени повышения давления и температуру в каждой ступени, а также построить все входные и выходные треугольники скоростей по венцам компрессора. По результатам расчетов данной программы можно построить меридиональное сечение компрессора. Программа ChanCom позволяет проверить и уточнить данные, полученные в программе Compres. Она основывается на прямых методах расчета, т.е. при заданной геометрии проточной части позволяет рассчитывать газодинамические параметры по тракту компрессора. Программа работает в режиме диалога. Студент в процессе расчета должен уметь скорректировать проточную часть компрессора для того, чтобы не превысить эксплуатационные или конструктивные ограничения, например, габаритные диаметры компрессора, абсолютные высоты лопаток последних ступеней, абсолютные скорости на периферии и у корня лопаток и т.д.. По результатам уточненного расчета проточной части этой программы строится графическая часть курсового проекта - планы скоростей по ступеням, а также и графики основных параметров вдоль проточной части компрессора. После получения данных по программе Compres студенты приступают к проектированию сечений лопатки по ее высоте, т.е. вдоль радиуса проточной части канала. Для этой цели предназначена программа BladAng. Она позволяет, задав предварительно закон закрутки лопатки по высоте, получить входные и выходные треугольники скоростей у корня лопатки и на ее периферии. В диалоговом режиме можно скорректировать эти углы с целью более благоприятного распределения параметров по высоте лопатки, например, выбора допустимой степени реактивности у втулки и на концевом радиусе и получить профиль лопатки в заданном сечении. Совмещение профилей лопатки в разных сечениях с габаритами ее замка позволяет получить конструктивный общий облик отдельной лопатки. Последовательность работы на перечисленных выше программах строится по единой типовой схеме: 1. Задание исходных данных во входном файле программы. 2. Запуск требуемой программы. 3. Уточнение исходных данных в диалоге. 4. Проведение параметрических расчетов перебором заданных параметров. 5. Анализ возможных ошибок расчета. 6. Запись удовлетворительных расчетных данных в выходной файл программы. 7. Построение графиков и выбор оптимальных параметров. 8. Переход к следующему этапу работы.
|
