D30KP курсовая. D-30KU — копия. Программа модернизации двигателей д30ку154 обусловлена повышающимися экономическими и экологическими требованиями к пассажирским самолётам, в особенности на международных авиалиниях.

• Название: Программа модернизации двигателей д30ку154 обусловлена повышающимися экономическими и экологическими требованиями к пассажирским самолётам, в особенности на международных авиалиниях.
• Анкор: D30KP курсовая
• Дата: 04.07.2021
• Размер: 0.9 Mb.
• Имя файла: D-30KU — копия.docx
• Тип: Программа; #223285
• страница: 3 из 4

2. Определение количества ступеней вентилятора двухконтурных турбореактивных двигателей

Окружную скорость лопаток на диаметре вычисляем по формуле:



Густоту решётки у втулки РК принимаем Вычисляем густоту решётки, закрутку воздуха и работу, сообщаемую воздуху рабочими лопатками вентилятора, на диаметре по уравнениям:





По результатам термодинамического расчёта в наружном контуре лопатки КНД должны сообщать воздуху работу =78 ;

Для того, чтобы приблизить значение к 78 , необходимо увеличить . Поэтому принимаем:



(при сохранении той же площади ) и работу по уравнениям:








;







Среднее значение работы КНД в зоне внутреннего контура определяем по формулам:





Таким образом окончательно принимаем КНД одноступенчатый, размеры на входе ;

Работа в зоне наружного контура = 74,2 , в зоне внутреннего контура =70,45 .
3. Распределение работы сжатия между каскадами компрессора и определение числа ступеней турбины высокого давления ТРДД

Распределение работы сжатия между каскадами компрессора производят из условия максимального нагружения каждой ступени турбины высокого давления. Приняв η_м = 0,985…0,995 , находят работу сжатия в компрессоре высокого давления (КВД) и работу турбины высокого давления:


Приблизительно определяем, при какой окружной скорости турбины высокого давления можно получить работу

Пусть тогда в случае одноступенчатой турбины ( z=1,

)


Такая окружная скорость нереальна. Принимаем z=2. Тогда:



Принимаем

Следовательно, можно принять схему двигателя с двухступенчатой турбиной высокого давления и одноступенчатым КНД без присоединённых ступеней. Работа турбины распределяется между двумя ступенями:

;

4. Определение параметров воздуха и диаметральных размеров на выходе из КНД (КНД-КНД)

Степень повышения давления воздуха в зоне внутреннего контура вычисляют по формуле:


Давление и температуру воздуха на выходе из КНД определяют по формулам:



Для проектирования ТРДД с КНД без присоединённых ступеней принимаем Вычисляем λ, q(λ) и площади сечений








Наружный диаметр КНД принимаем равным 0,95

=0,95*1,9=1,8 м

Диаметр условного сечения, разделяющего потоки наружного и внутреннего контуров на выходе из КНД, определяем по формуле:

Принимаем толщину разделительного корпуса между I и II контурами, равной 10 мм, тогда внешний диаметр I контура равен:

1,534-0,020=1,514 м.

Диаметр втулки определяем по формуле:



Итак, на выходе из вентилятора имеем:

наружный контур;

внутренний контур;
5. Определение диаметральных размеров сечения на входе в КВД

Параметры воздуха на входе в КВД:

• 
  Температура воздуха =
  
• 
  Давление воздуха с учётом потерь в переходном корпусе между КНД и КВД Па
  

Задаём скорость воздуха на входе в КВД





Для определения диаметральных размеров на входе в КВД рекомендуется задать относительный диаметр втулки первой ступени КВД в пределах d_{1 вт} = 0,5…0,7, принимаем d_{1 вт} = 0,6.

Периферийный диаметр рабочего колеса (РК) первой ступени вычисляют по формуле:


Значение округляют и находят диаметр втулки по формуле:


Высоту лопаток на входе в КВД определяем по формуле:

Полученные значения диаметров и откладывают в масштабе на чертеже проточной части для выявления согласования выхода из КНД и входа в КВД.

6. Определение диаметральных размеров сечения на выходе из КВД (к-к)

Давление воздуха принимают из термодинамического расчета ( ). Работа сжатия воздуха в КВД определена при распределении работы между каскадами КНД и КВД. Температуру воздуха на выходе из КВД определяют по формуле:


В термодинамическом расчёте было получено

Степень повышения давления воздуха в КВД находят по соотношению:



Задаём скорость воздуха на выходе из КВД:

Вычисляем по формулам:




Площадь сечения на выходе из КВД находим по формуле


Полагая в первом приближении D_1квд = 0,7 м = const, вычисляют диаметр втулки на входе D_{вт к} , длину лопатки h_л и значениеd_{вт к} :



Полученные значения приемлемы. И так, на входе в КВД:

из КВД: .
7. Определение диаметральных размеров на входе в ТВД (г-г)

При определение количества ступеней турбины высокого давления было получено значение принята для первой ступени работа Задаём угол выхода потока из СА и находим скорость истечения газа из СА.




.
Расход и давление газа выходе из СА определяют по формулам:



Где: – расход воздуха во внутреннем контуре;

– относительный расход воздуха на охлаждение ТВД.



Площадь поперечного сечения проточной части турбины на выходе из соплового аппарата (СА) вычисляют по уравнению


Где: = 0,0396.

Коэффициентом восстановления полного давления в СА задаются в пределах 0,95…0,985.

Принимаем D_{т ср} = (1,0…1,4) D_к = 0,8

Где D_к – внешний диаметр РК последней ступени КВД.

Высоту лопатки СА (по выходной кромке) рассчитывают по формуле:




Высоту лопатки РК турбины принимают h_л = h₁ . Затем определяют наружный диаметр РК турбины:

Принимаем и находим


Итак, на выходе в РК турбины высокого давления имеем:

;

Осевую скорость газа на входе в РК определяем по формуле:



Напряжение в опасном сечении лопатки от действия центробежных сил определяем по формуле:



Из приложения 5 находим, что прочность лопаток ТВД может быть обеспечена только при условии применения для изготовления лопаток из сплава ЖС6-КП и интенсивного охлаждения лопаток до температуры 950 К. При этих условия и запас прочности



Рабочие лопатки турбины ВД условию прочности удовлетворяют.

8. Определение диаметральных размеров на выходе из ТВД (ТВД-ТВД)

Параметры газа на выходе из ТВД находят по формулам:



Задаём приведенную скорость газа λ_2а =0,55, что соответствует осевой составляющей скорости газа на выходе из турбины высокого.



По таблице ГДФ находим

Учитывая, что часть охлаждённого воздуха поступит в поток газа и смешается с ним, принимаем и находим расход на выходе из турбины ВД


Площадь сечения на выходе из ТВД определяют по формуле:

Принимаем и находим высоту лопатки второй ступени ТВД по выходной кромке по формуле:


Тогда Диаметры сечения на выходе из ТВД находят по формулам:

Принимаем и находим



9. Определение количества ступеней КВД
Работу первой ступени КВД вычисляем, принимая густоту решётки ;






Работу последней ступени КВД определяем, приняв густоту решётки у втулки ;





Среднюю работу КВД и число ступеней , определяют по формулам:



Распределение работы по ступеням КВД должно быть следующим:

при работу ступеней от в первой ступени увеличивают приблизительно пропорционально квадрату диаметров втулок РК. Работа может достигать (1,1…1,2) L_ср на средних ступенях (приблизительно от z/3 до z-2). На последних двух-трёх ступенях работу уменьшают до L_{ст 2}. Сумма работ всех ступеней должна равняться работе L_квд.
Таблица 2.9 - Распределение работы по ступеням КВД

z	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
кДж/кг	28,5	26,85	26,2	25,65	25	24,35	23,7	23,05	22,4	21,75	21,1	20,45	19,8	20,25	18,7
	185	181	177	173	169	165	161	156	152	147	142	137	132	127	122

В конце расчёта турбокомпрессора высокого давления проверяют условие соблюдения баланса мощностей турбины и компрессора.
Для этого определяют мощность ТВД:

И мощность, необходимую для привода КВД:



Условие выполняется:

Частоту вращения определяют по формулам:


Условие соблюдается = .