записка (Курсовой проект - Турбонасоспый агрегат двигателей РД-112)

2017-12-26СтудИзба

Описание файла

Файл "записка" внутри архива находится в папке "Курсовой проект - Турбонасоспый агрегат двигателей РД-112". Документ из архива "Курсовой проект - Турбонасоспый агрегат двигателей РД-112", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "теория и проектирование турбонасосных агрегатов" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "теория и проектирование турбонасосных агрегатов" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "записка"

Текст из документа "записка"

Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине:

«ТЕОРИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТУРБОНАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ»

Руководитель: Бобров А.Н.

Студент: Черных В.С.

Группа: Э1-82

Кафедра «Ракетные двигатели»

Москва 2007г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Описание ТНА

3

Исходные данные

3

Баланс мощностей ТНА

4

Расчёт насоса окислителя

5

Расчёт шнека

5

Расчёт центробежного колеса

8

Кольцевой входной патрубок

10

Расчёт спирального сборника

10

Определение потерь энергии, КПД, мощности

11

Расчёт энергетических характеристик насоса и шнека

12

Расчёт насоса горючего

19

Расчёт газовой турбины

24

Расчёт соплового аппарата

25

Параметры потока на выходе из колеса

27

Определение работы, мощности и КПД турбины

30

Построение i-s диаграммы

31

Расчёт элементов ТНА

34

Список литературы

35

Описание ТНА

Турбонасоспый агрегат двигателей РД-112 является первым турбонасосным агрегатом, разработанным в ОКБ для двигателя, работающего по схеме с дожиганием рабочего тела турбины в ка­мере сгорания. Особенности схемы двигателя с до­жиганием в значительной степени повлияли на принципиальную схему и основные параметры агре­гата подачи. Турбина ТНА двигателей РД-112 дозвуковая, одноступенчатая, реактивная. Характерные особенности параметров турбины — большой расход рабочего тела, соизмеримый с рас­ходами компонентов топлива через камеру сгора­ния, высокое давление в проточной части турбины, превышающее давление в камере. Центробежные насосы агрегата подачи характеризуются повышен­ной напорностью, поскольку в величину потребного напора входит перепад давлений, срабатываемый в турбине.

Оптимальные геометрические размеры насосов и турбин выбраны для варианта ТНА без струнных преднасосов, устанавливаемых на входе в основные насосы центробежного типа с целью снижения ми­нимально допустимого давления во входных маги­стралях двигателя. Выбранная геометрия агрегатов практически является оптимальной и для варианта ТНА со струйными преднасосами. Постановка струйных преднасосов позволяет при некотором уве­личении веса системы подачи снизить давление во входных магистралях: по линии окислителя на 1 атм, по линии горючего на 0,7 атм.

Турбонасосный агрегат, представленный на рис. 1. состоит из насоса окислителя, насоса го­рючего, основной и пусковой турбин. Необходимая жесткость системы вращающихся деталей ТНА обеспечивается наличием двух валов, опоры которых размещены в жестких и жестко друг с другом скрепленных деталях корпусов насосов. Рессора 12 обеспечивает надежную передачу крутящего момен­та с одного вала на другой при возможных взаимных смещениях и перекосах валов. Надежному раз­делению компонентов топлива по валу способствует наличие двух валов, а также принятое размещение агрегатов ТНА: насос окислителя имеет общий вал с основной турбиной, насос горючего — с пусковой турбиной (рабочим телом основной турбины является газ с избытком окислителя, рабочее тело пуско­вой турбины нейтрально к горючему).

Насос окислителя и основная ступень насоса горючего занимают в агрегате центральное положе­ние; их корпуса 5 и 13, соединенные через радиальные шпонки //, создают жесткий корпус агрегата. Основная и пусковая турбины расположены по краям агрегата. Такая конструктивная схема ТНА позволяет обеспечить необходимую жесткость корпуса при наименьшем весе.

Рис.1.

Насос окислителя имеет центробежную крыльчатку 33 закрытого типа с двусторонним входом. На входе в крыльчатку с обеих сторон установлены шнеки 32. Крыльчатка и шнеки имеют шлнцевое соединение с валом. Корпус и крышка 10 насоса окислителя образуют основные рабочие полости на­соса. Разъем корпуса и крышки в области высокого давления является для насоса внутренним, и негер­метичность по этому стыку не опасна. Разъем в области низкого давления надежно уплотняется алюминиевым кольцом 9.

Осевое усилие на роторе основной турбины, вызванное наличием положительной степени реак­тивности по всей высоте рабочей лопатки (кроме корневых сечений), практически уравновешивается на режиме главной ступени осевым усилием на крыльчатке насоса, создаваемым пуТем подбора диаметров уплотняющих буртов. На крыльчатке с одной стороны предусмотрен второй бурт, исполь­зуемый для технологических испытаний насоса, когда отсутствует осевое усилие от ротора турбины. Неуравновешенная составляющая осевой силы восприни­мается сдвоенным радиально-упорным подшипником 7. Оба подшипника насоса охлаждаются и смазываются окислителем.

Разделение полостей основной турбины и насоса осуществ­ляется с помощью гидрозатвора; в полость гидрозатвора (между двумя плавающими лабиринтными кольцами 6) по­дается окислитель с давлением, превышающим давление в по­лости выхлопного коллектора турбины. Фторопластовая ман­жета 5 обеспечивает герметичность полости залитого насоса окислителя до пуска двигателя. Система уплотнений по валу со стороны насоса горючего состоит из набора разрезных чу­гунных колец 30 и дренажной полости. Фторопластовые ман­жеты 29, как и манжеты 5, уплотняют полость насоса до пуска двигателя. Утечки жидкости из полости высокого давления в полость всасывания насоса сведены к минимуму с помощью плавающих лабиринтных уплотнений, расположенных над буртами крыльчатки.

Насос горючего отличается от насоса окислителя наличием второй ступени, а также системой уплотнений по валу. Один из подшипников насоса горючего охлаждается компонентом, другой — со стороны насоса окислителя — консистентной смазкой, заполняющей его полость. Постановка со стороны насоса окислителя подшипника, работающего в смазке, повы­шает надежность разделения компонентов топлива по валу. Система уплотнений насоса горючего по валу со стороны насоса окислителя состоит из отражателя, выполненного заодно со шнеком 26, манжетных уплотнений и дренажной полости. Манжетные уплотнения после отражателя обеспечивают гер­метичность как при заливке, так и на работающем насосе. Полость подшипника уплотнена сдвоенным манжетным уплот­нением и двуусой манжетой 27. Эти манжетные уплотнения предотвращают вытекание смазки из полости подшипника, а также попадание в нее паров горючего. Система уплотнений по валу со стороны пусковой турбины состоит из отражате­ля 21, манжет 17 с дренажной полостью между ними и сег­ментного кольца. Сегментное кольцо предохраняет манжеты от воздействия горячего рабочего тела пусковой турбины.

Разделение полостей первой и второй ступеней насоса по валу осуществляется с помощью плавающего лабиринтного уплотнения. Для упрощения конструкции и уменьшения осе­вых размеров второй ступени лабиринт, установленный над буртом крыльчатки 15 со стороны входа, выполнен неподвиж­ным. Такое решение приемлемо, так как некоторое снижение объемного коэффициента полезного действия второй ступени насоса горючего практически не влияет на общий коэффи­циент полезного действия ТНА.

Осевое усилие на валу насоса горючего уравновешивается подбором диаметров буртов крыльчатки насоса горючего вто­рой ступени.

Сварной корпус основной турбины не имеет разъемов: на­дежное уплотнение разъемов корпуса при больших рабочих давлениях и температурах представляет большие трудности. Шов А (рис.1) является местом окончательной сварки де­талей корпуса. Лопатки соплового аппарата крепятся в узле статора 3 с помощью пайки. Ротор 1 основной турбины кре­пится к вапу насоса окислителя винтами, для передачи крутя­щего момента с ротора на вал служат штифты, запрессован­ные в отверстия фланца вала и диска.

Пусковая турбина—сверхзвуковая, одноступенчатая, ак­тивная. Сопловой аппарат 18 пусковой турбины представляет собой неразрезное кольцо с равномерно расположенными по окружности сверхзвуковыми соплами. Кольцо соплового аппа­рата придает жесткость сварному корпусу турбины. Сопловой аппарат используется для крепления корпуса турбины к на­сосу горючего. Ротор 19 пусковой турбины имеет шлицевое соединение с валом насоса горючего. На конце вала 20, со стороны пусковой турбины, имеются внутренние шлицы для соединения со вспомогательной рессорой, приводящей во вра­щение валик датчика оборотов ТНА. Фторопластовые манже­ты и дренажная полость между ними обеспечивают герметич­ность полости выхлопного коллектора пусковой турбины в ме­сте вывода валика датчика оборотов.

Исходные данные

Тяга

Удельный импульс

Давление в камере сгорания

Соотношение компонентов в камере

Соотношение компонентов в газогенераторе

Давление на входе в насос окислителя

Давление на входе в насос горючего

Частота вращения

Окислитель – кислород

Горючее – НДМГ

Схема двигательной установки – с дожиганием.

Аналог двигательной установки – РД - 112

Баланс мощностей ТНА

Согласно формулам, приведённым в [1] рассчитаем следующие параметры двигательной установки:

1. Суммарный массовый секундный расход:

2. Массовый секундный расход окислителя:

3. Массовый секундный расход горючего:

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее