ВОПРОСЫ ВЫНОСИМЫЕ НА ГОСУДАСТВЕННЫЙ ЭКЗАМЕН (Список вопросов на экзамен)

ВОПРОСЫ ВЫНОСИМЫЕ НА ГОСУДАСТВЕННЫЙ ЭКЗАМЕН

по специальности «Газотурбинные,паротурбинные установки и двигатели».

Раздел 1. Энергетические машины и установки

1.Выполнить тепловой расчет АГТД с использованием банка программ ЭВМ кафедры и данным предложенными преподавателем. Сделать анализ полученных результатов расчета.

2. Выполнить расчет оптимальных нагрузочных характеристик АГТД с использованием банка программ ЭВМ кафедры. Программа регулирования и исходные данные задаются преподавателем. Провести анализ полученных результатов.

3. Выполнить согласование по частоте вращения компрессора и турбины его привода двухвального автомобильного ГТД.

4.Выполнить расчет по определению основных габаритов (диаметров) рабочего колеса центробежного компрессора АГТД. Исходные данные задает преподаватель.

5.Провести качественный анализ потерь в ступени турбины АГТД. Записать баланс потерь и дать определение КПД турбин (внутренний, по параметрам торможения, адиабатный, на окружности колеса).

6. Получить аналитически (сделать вывод) зависимость мощности и крутящего момента от частоты вращения турбины. Построить графически эту зависимость

Провести анализ полученных характеристик.

7. Начертить схему силовой комбинированной установки ГТД с электрогенератором,аккумуляторными батареями и силовыми электродвигателями. Провести анализ режимов работы установки, ее преимущества и недостатки.

8. Начертить схему автотракторной силовой установки, в которой используется одновальный ГТД с электротрансмиссией. Обьяснить преимущества и недостатки характеристик этой схемы по сравнению с двухвальным АГТД с обычной механической трансмиссией.

9. Объяснить назначение и целесообразность применения в двухвальных транспортных ГТД с регенерацией тепла регулируемого (поворотного) соплового аппарата турбин (РСА). Показать влияние РСА на нагрузочные и тормозные характеристики двигателя.

10. Объяснить принцип выбора основных расчетных параметров при проектировании ступени турбины транспортного ГТД. Показать влияние различных параметров на КПД турбины.

11. Рассказать способы регулирования компрессоров транспортных ГТД. Преимущества и недостатки различных способов регулирования.

12. Дать анализ перспективных термодинамических циклов транспортных ГТД (циклы с изотермическими сжатием, расширением и регенерацией тепла).

13. Скоростные и нагрузочные характеристики двухвальных и одновальных ГТД. Сравнение с аналогичными характеристиками поршневых ДВС. Целесообразность применения указанных схем ГТД для наземного транспорта.

14. Выполнить вариантный тепловой расчет двухвального АГТД с внешней регенерацией тепла по выбору основных параметров цикла с использованием банка программ ЭВМ кафедры и данным предложенными преподавателем. Определить удельную мощность и КПД Циклов. Представить графически и сделать анализ полученных результатов расчета.

15. Принцип действия ступени осевой турбины ГТД. Состав и назначение элементов ступени. Изменение кинематических и термодинамических параметров вдоль проточной части турбины.

16. Схема и принцип действия газотурбинной силовой установки. Изменение параметров газа по тракту ГТУ. Преимущества и недостатки газотурбинных установок по сравнению с другими тепловыми двигателями.

17.Термодинамический процесс сжатия газа в ступени лопаточного компрессора. Коэффициенты полезного действия компрессоров. Типы и схемы лопаточных компрессоров ГТУ.

18. Конструктивные отличия радиальных турбин. Преимущества и недостатки по сравнению с осевой ступенью. Особенности выбора расчетных параметров. Предельные и компрессорные режимы центростремительных радиальных турбин. Сравнение основных показателей осевых и радиальных турбин.

Раздел 2. Динамика и прочность турбомашин.

1.Выполнить расчет напряжений во вращающемся равномерно нагретом диске постоянной толщины. Определить его запас прочности. (Расчет напряжений выполнить конечно-элементной программе ANSYS).

2. Рассмотреть качественно изменение напряжений в неподвижном неравномерно нагретом диске осевой турбины. Граничные условия при расчете на прочность диска осевой турбины. Определение внешней нагрузки на диск с лопатками имеющими елочные замки.

3. Выполнить расчет температурного поля в меридиональном сечении диска осевой турбины (в программе АNSYS).

4.Выполнить расчет напряжений в пере вращающейся равномерно нагретой лопатки осевой турбины со степенным законом распределения площадей поперечного сечения. Построить график изменения напряжений по высоте лопатки.

5. Колебания лопаток. Возбуждающие колебания силы и их частоты. Влияние на собственную частоту изгибных колебаний вращения и нагрева лопатки.

6. Выполнить профилирование лопатки осевой турбины в корневом сечении. Провести анализ полученного межлопаточного канала.

7. Рассмотреть варианты посадки колес осевой турбины и центробежного компрессора на вал.

8. Выполнить профилирование равнопрочного диска осевой газовой турбины.

9. Рабочая лопатка осевой турбины. Назначение ее элементов. Изменение площади поперечного сечения пера лопатки. Проблема наклепа верхней бандажной полочки лопатки. Разгрузка лопаток от изгибающих газовых сил.

10.Критическая частота вращения ротора при условии расположения диска посередине между опорами. Зависимость прогиба вала от его оборотов в до и за критической областях вращения. Влияние жесткости опор вала на величину критической частоты вращения.

11. Конструкция соплового аппарата осевой турбины. Напряжения возникающие в неохлаждаемой сопловой лопатки во время запуска и остановки ГТУ.

12. Рассмотреть и проанализировать изменение радиального зазора между колесом осевой турбины и статором на режимах запуска, остановки и стационарной работы. Предложить варианты конструкции турбинной ступени с уменьшенными радиальными зазорами.

13. Охлаждение дисков и лопаток осевых турбин. Температурные напряжения возникающие в охлаждаемых лопатках (рассмотреть качественно).

14. Диффузоры центробежного компрессора. Варианты центровки и крепежа покрывного диска центробежного компрессора.