Расчет турбовального двигателя Д-25В

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

(МИНТРАНС РОССИИ)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА

(РОСАВИАЦИЯ)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ»

(ВЫБОРГСКИЙ ФИЛИАЛ)

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Конструкция двигателей»

Тема: Расчет турбовального двигателя Д-25В

Специальность: 25.02.01 «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей»

Курсант: К. М. Уваров

Преподаватель: Н. И. Кабелев



ОГЛАВЛЕНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ ТВ2-117А
• 1.1 ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО
• 1.2 КОМПРЕССОР
• 1.3 КАМЕРА СГОРАНИЯ
• 1.4 ТУРБИНЫ ДВИГАТЕЛЯ
• 1.5 ВЫХОДНОЕ УСТРОЙСТВО
• 2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ
• 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИИ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТ ТВаД
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ



ВВЕДЕНИЕ

Конструкция двигателя является прикладным и основополагающим в системе подготовки специалиста по технической эксплуатации вертолёта Ми-6. Специалист, занимающийся техническим обслуживанием должен в совершенстве владеть знаниями по конструкции авиационного двигателя, грамотно применять их при техническом обслуживании двигателя, уметь анализировать неисправности и выполнять регулировочные работы с целью восстановления нормального функционирования двигателя.

Цель: закрепление и углубление теоретических знаний, полученных при изучении учебной дисциплины, формирование общепрофессиональных и профессиональных компетенций, самостоятельное решение профессиональных задач.

Задачи:

1. Привести общую характеристику двигателя Д-25В;

2. Провести термодинамический расчет двигателя Д-25В;

3. Провести газодинамический расчет двигателя Д-25В.



1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ Д-25В

1.1 ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО

Входное устройство-- часть ГТД, включающая воздухозаборник, средства его регулирования, средства защиты. Имеет сечения 1-1; 2-2.

Входное устройство имеет:

1. Внутренний обтекатель;

2. Внешний обтекатель;

3. Канал подвода.

Предназначен для:

1. Подвод воздуха в компрессор. (На земле воздух поступает за счет всасывания его компрессором, во время полета воздух поступает в двигатель за счет скоростного напора набегающего потока.)

2. Выравнивание воздушного потока перед компрессором. (Обеспечение равномерного поля скоростей и давлений на входе в компрессор

3. Предварительное сжатие воздуха перед компрессором за счет скоростного напора.

1.2 КОМПРЕССОР

Компрессор- предназначен для сжатия воздуха и подачи его в камеру сгорания (КС) с целью обеспечения наиболее эффективного преобразования тепловой энергии в механическую работу на валу свободной турбины. Основным параметром компрессора, определяющим в целом эффективность двигателя, как тепловой машины, является термический КПД (?_t). Имеет сечения 2-2; 3-3.

Основные данные компрессора:

1. Тип компрессора-- Осевой;

2. Количество ступеней-- 9;

3. Степень повышения давления (р_k^*)-- 5.6;

4. Расход воздуха через компрессор (кг/с)-- 26;

Включает в себя:

1. Статор-- совокупность всех неподвижных деталей компрессора;

2. Ротор-- совокупность подвижных деталей компрессора.

1.3 КАМЕРА СГОРАНИЯ

Камера сгорания-- предназначена для организации процесса сгорания топливовоздушной смеси с цель повышения температуры газа и подачи его в турбину компрессора. Имеет сечения 3-3; 4-4.

Тип КС - Трубчато-кольцевая

Параметры КС:

1. Коэффициент восстановления полного давления в КС у_kc^*= 0,94

2. Теплонапряженность КС (количество тепла, выделяемое при сгорании топлива в единице объема КС за 1 час и приходящееся на единицу давления (q)

КС двигателя состоит из:

1. Наружного корпуса диффузора;

2. Внутреннего корпуса диффузора;

3. Корпуса КС;

4. Жаровой трубы.



1.4 ТУРБИНЫ ДВИГАТЕЛЯ

Турбина-- лопаточная машина, в которой происходит отбор энергии от сжатого и нагретого газа и преобразование ее в механическую работу на валу турбины. Имеет сечения 4-4; 5-5.

Турбина компрессора (ТК)-- предназначена для преобразования механической энергии на компрессор, который использует ее для сжатия воздуха и подачи его в КС.

Данные турбины компрессора:

1. Тип турбины-- осевая, трёхступенчатая первая на привод компрессора, вторая и третья (свободная турбина) на привод вала несущего винта вертолета;

2. Мощность турбины-- 5500 л.с.

Конструктивно состоит из:

1. Ротор;

2. Статор;

3. Опора ротора.

Свободная турбина (СТ)-- предназначена для преобразования механической энергии на выводном валу для привода главного редуктора и агрегатов.

Конструктивно состоит из:

1. Ротор;

2. Статор;

3. Опоры СТ.

1.5 ВЫХОДНОЕ УСТРОЙСТВО

Выходное устройство ТВаД-- предназначено для отвода отработанных газов из двигателя за пределы силовой установки с минимальными гидравлическими потерями.

Конструктивно состоит из:

1. Выхлопного патрубка;

2. Разъемного кожуха;

3. Стяжной ленты.

В патрубке горячий газ изменяет направление, уменьшает скорость и выходит в атмосферу под углом 60^о к оси двигателя.



2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ

По заданной высоте полета НП = 0 в таблице стандартной атмосферы (ГОСТ 4401-81) определяем температуру и давление наружного воздуха, а также скорость звука: Т₀ = 288,15 К, р₀ = 101325 Н/м2 , а = 340,3 м/с.

1. Определение работы, затрачиваемой для сжатия 1кг воздуха в компрессоре: двигатель мощность привод ток

T₂=T₀=288,15 K, з_k=0,8

2. Температура и давление воздуха за компрессором:

- коэффициент сохранения полного давления во входном устройстве, учитывает потери из-за гидравлического сопротивления

3. Давление воздуха перед турбиной компрессора:



- коэффициент сохранения полного давления в камере сгорания для кольцевых камер сгорания

4. Относительный расход топлива:

- теплотворная способность углеводородного топлива;

- коэффициент выделения тепла в камере сгорания.

5. Потребная работа, которая должна совершаться 1 кг газа в турбине компрессора при его расширении:

- коэффициент, учитывающий затраты мощности на привод агрегатов;

- механический коэффициент полезного действия, учитывающий потери, связанные с трением в подшипниках.

6. Степень понижения давления газа в турбине компрессора:

- коэффициент полезного действия турбины компрессора.

7. Температура и давление газов за турбиной компрессора:

8. Степень понижения давления газа в свободной турбине:

- давление газов после свободной турбины.

9. Работа расширения газа в свободной турбине:

10. Температура газов за свободной турбиной:

11. Удельная мощность турбовального двигателя:

- коэффициент, учитывающий затраты мощности на привод агрегатов, приводящихся во вращение от свободной турбины;

- механический коэффициент полезного действия.

12. Удельный эффективный расход топлива:

13. Расход воздуха через двигатель:



- эффективность мощность двигателя.

Параметр	Обозначение, размерность	Сечения по проточной части двигателя
		0-0	2-2	3-3	4-4	4-1-4-1	5-5	9-9
Температура торможения		-	288,15	513	858		365	365
Статическая температура		288	276	508	852	640	356	353
Полное давление		-	98284				106530	110213
Статическое давление	p, Па	101325	81576	547251	526387	170228		96258
Скорость потока	с, м/с	0	155	104	106	182	146	80

Таблица 1. Изменение параметров потока в проточной части.



3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИИ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТ ТВаД

1. Статическая температура в сечении:

2. статическое давление в сечении двигателя:



4, Плотность газа в сечении:



5. Наружный диаметр сечений

- втулочное отношение.

6. Внутренний диаметр сечений:

- во всех сечениях

- площадь проходного сечения 2-2

- сечение 3-3

- сечение 4-4

- сечение ТК-ТК

- сечение 5-5

7. Длинна лопаток компрессора и турбины

8. Наружный диаметр в сечении 9-9

Таблица 2. Изменение параметров тока в проточной части.

Параметр	Обозначение, размерность	Сечения по проточной части двигателя
		2-2	3-3	4-4	4-1-4-1	5-5	9-9
Наружный диаметр	Dнар, м	0,91	0,91	0,91	0,91	0,91	0,66
Внутренний диаметр	Dвн, м	0,792	0,859	0,829	0,79	0,766	-
Высота лопаток	hл, м	0,059	0,0255	-	0,06	0,072	-



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведя термодинамический и газодинамический расчеты двигателя, я освежил и укрепил в памяти курс «Конструкции двигателей», научился и закрепил на практике расчет параметров как газа, так и сечений двигателя.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Коробов Г.Н. Основы теплового и поверочных расчетов ГТД. Методические указания по выполнению курсового проекта - Выборг, изд. ВАТУГА, 2006.

2. Кабелев Н.И. Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Конструкция двигателей летательных аппаратов» (в рукописи)- Выборг, 2020

3. Зрелов В.А. Отечественные газотурбинные двигатели. Основные параметры и конструктивные схемы. - М.: Машиностроение, 2005.

4. Сошин В.М. Двигатель ТВ2-117- Самара, 2007г.

5. Бондарев И.Д. Конспект по предмету Теория Двигателей Летательных Аппаратов (в рукописи)- Выборг, 2020

Размещено на Allbest.ru

...