Національний авіаційний університет

Кафедра авіаційних двигунів

Домашне завдання на тему:

”Вибір підшипників опор ГТП і розрахунок їх на довговічність”

з навчальної дисципліни

“ Конструкція, міцність та надійність газотурбінних установок ”

Виконав студент МЕФ 401_групи

______________________П.С.Злобін

Керівник

д.т.н., проф. ___________М.М. Мітрахович

Київ - 2014

ЗМІСТ

ТЕМА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ 3

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ ТА СКОРОЧЕНЬ 4

ВСТУП 5

РОЗДІЛ 1. ПРОЕКТУВАННЯ ГТД 6

1.1.Аналіз основних технічних даних двигуна-прототипу 6

1.2.Термодинамічний та газодинамічний розрахунок ГТД 6

1.3.Вихідні дані 6

1.4.Термодинамічний розрахунок ГТД 6

1.5.Газодинамічний розрахунок ГТД 12

1.6.Розрахунок дросельної характеристики ГТД 20

1.7.Розрахунок кліматичної характеристики ГТД 21

РОЗДІЛ 2. Вибір підшипників опор ГТП і розрахунок їх на довговічність 23

2.1. Аналіз силової схеми роторів і корпусів ГТД 23

2.2. Вибір підшипника опори ГТД і розрахунок його на довговічність 23

ВИСНОВКИ 24

ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 25

Додаток А. Програма термодинамічного розрахунку ГТД 26

Додаток Б. Програма газодинамічного розрахунку ГТД 27

Додаток В. Зміна основних параметрів робочого процесу в перетинах ГТД 28

Додаток Д. Схема проточної частини ГТД 29

Додаток Е. Кліматична характеристика ГТД 30

Додаток Ж. Дросельна характеристика ГТУ 31

Додаток З. Програма розрахунку підшипника опори на довговічність 32

Тема домашнього завдання

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ ТА СКОРОЧЕНЬ

ВСТУП

РОЗДІЛ 1. ПРОЕКТУВАННЯ ГТД

1. Аналіз основних технічних даних двигуна-прототипу

2. Термодинамічний та газодинамічний розрахунок ГТД

3. Вихідні дані

Т_г=1065 К

π_к=7.22

N_max=5000*10³

N_nom=2942*10³

4. Термодинамічний розрахунок ГТД

Метою термодинамічного розрахунку є визначення параметрів РТ в характерних січеннях проточної частини установки, питомої потужності, питомої витрати палива основних ККД ГТУ

Розрахунок параметрів робочого тіла

Визначення параметрів повітря на вході в ГТУ (перерізв-в).

Температура повітря:

=288 К ;

Коефіцієнт, що враховує втрати повного тиску в системі всмоктування повітря (перед компресором) приймаємо рівним _вх=0,97 та визначаємо:

Па

Визначаємо роботу, що витрачається для стиснення 1 кг повітря, у компресорі і параметрів повітря в перетині к-к (на виході з компресора)

Дж/кг;

;

де k = 1,4, R = 287,3 Дж/(кг·К); ^*_c.к = 0,89–0,91 – ККД ступеня компресора.

Температура і тиск повітря на виході з компресора розраховуються за формулами:

Па;

Визначення параметрів робочого тіла в перетині г-г (перед турбіною)

Середня теплоємність газів у камері згоряння:

_Дж/кгК;

Відносну витрату палива знаходимо, задаючись коефіцієнтомз горяння _г=0,97 і приймаючи значення нижчої теплоти згоряння палива

Питоме підведене тепло у камері згоряння:

Дж/кг;

Приймаючи коефіцієнт відновлення повного тиску в камері згоряння _кз=0,97 визначимо тиск газу на виході з неї:

Па;

У прикладних розрахунках для газоподібного палива можна прийняти

.

Загальний коефіцієнт надлишку повітря в камері згорання:

Визначення роботи розширення 1 кг газу в турбіні приводу компресора і параметрів газу в перерізі г-г(за турбіною компресора або компресорів у випадку, коли компресор є двовальним)

Приймаємо величину відносної витрати повітря на охолодження деталей турбіни q_охл=0,05, відносна витрата повітря для забезпечення систем станції q_в=0,01, механічниий КПД тоді:

Дж/кг;

Температура газу за турбіною приводу компресора:

К;

Тиск за турбіною: (приймаючи ККД турбіни )

Па;

Визначення роботи розширення газу в силовій турбіні і параметрів газу на виході із неї в перерізі т-т:

Приймаємо тиск на виході з силової турбіни

_{, Па;}

Тоді степінь пониження тиску у силовій турбіні, при =0,99:

;

Прийнявши ККД силової турбіни, знаходимо роботу розширення газу в силовій турбіні:

Дж/кг;

Температура газу на виході з силової турбіни:

Т^*_т = Т^*_г.с – L_с.т/[k_гR_г/(k_г – 1)]=855.822-(*0,33)/(1,33*287,3)=714.287 К;

Визначення параметрів газу на виході із ГТУ

Коефіцієнт витікання газу із ГТУ - , тоді швидкість витікання газу із ГТУ:

м/с;

Температура газу на виходііз ГТУ:

К;

Тиск на виході із ГТУ

Па;

Розрахунок основних параметрів газотурбінної установки

Питома потужність ГТУ:

Вт/кг/с;

_м.с = 0,99;

ККД циклу газотурбінної установки:

_е = L_с.т/q₁=/=0,267;

Коефіцієнт корисної роботи:

ή_кр = L_с.т/(L_т.к + L_с.т)=/(+)= 0,404;

Питома витрата палива:

С_е = 3600*g_пал/N_е.п=3600*0013/=(кг/год)/кВт

Витрата повітря через компресор:

G_к = N_е/N_е.п=2942*10³/164,7*10³=17,862

Номінальна годинна витрата газоподібного палива (нм³/г) для розрахункового газу з густотою: _пал = 0,682 кг/м³:

м³/г;