Диплом_Марков (1231052), страница 14

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 14)

Схема радиально-осевой турбины представлена на рис. 6.10.

Рисунок 6.10 – Схема радиально-осевой турбины

Кроме того, для газодинамического расчета необходимо предварительно выбрать некоторые геометрические параметры соплового аппарата и рабочего колеса, а также некоторые коэффициенты, учитывающие потери в проточной части турбины. Используя рекомендации, изложенные в источнике [7], выбираем:

– угол выхода потока из соплового аппарата;

– угол выхода потока из рабочего колеса (в относительном движении);

– относительный диаметр рабочего колеса;

– коэффициент скорости в сопловом аппарате;

– коэффициент скорости в рабочем колесе;

– степень реактивности;

– наружный диаметр рабочего колеса.

Расчет турбины проводится в следующей последовательности:

1) Из таблиц определяются газодинамические функции изоэнтропийного процесса в турбине:

;

;

.

2) Критическая скорость

.

3) Изоэнтропийная скорость

.

6.2.1 Параметры потока на выходе из соплового аппарата

4) Газодинамические функции изоэнтропийного процесса для соплового аппарата

, (6.16)

где – давление газа на выходе из соплового аппарата;

– степень реактивности турбины.

;

;

;

;

;

.

7) Газодинамические функции для действительного процесса

;

;

;

;

.

8) Коэффициент восстановления давления

.

9) Параметры торможения

;

.

10) Статические параметры

;

;

.

11) Угол выхода потока из соплового аппарата

Принимаем .

12) Скорость газа для действительного процесса, ее окружная и меридионалная составляющие ( )

;

;

.

6.2.2 Параметры потока на входе в рабочее колесо

13) Окружная скорость колеса

.

14) Относительная скорость

.

15) Угол входа потока в колесо

.

16) Температура торможения потока в относительном движении

.

17) Критическая скорость в относительном движении

.

18) Газодинамические функции в относительном движении для действительного процесса

.

,

.

19) Давление торможения потока в относительном движении

.

6.2.3 Параметры потока на выходе из колеса

20) Окружная скорость колеса на среднем диаметре

.

21) Температура торможения в относительном движении

.

22) Давление торможения в относительном движении для изоэнтропийного процесса

, (6.17)

где определяется по функции из таблиц ГДФ.

,

,

.

.

23) Газодинамические функции изоэнтропийного процесса

,

,

.

24) Газодинамические функции для действительного процесса в относительном движении

,

,

,

.

25) Критическая скорость в относительном движении

.

26) Относительная скорость газа и ее окружная и осевая составляющие

.

,

.

27) Абсолютная скорость газа и ее окружная и осевая составляющие

,

,

.

28) Угол выхода потока из колеса

.

29) Температура торможения потока на выходе из колеса

.

30) Критическая скорость

.

31) Газодинамические функции для действительного процесса

,

,

,

.

32) Давление торможения

.

33) Статические параметры газа

,

.

6.2.4 Параметры турбины в целом

34) Снижение температуры торможения на колесе турбины с полным впуском

.

35) Расход газа

.

Расхождение с расходом газа из исходных данных не должно превышать 2%:

.

36) Работа газа на колесе

.

37) Окружной КПД турбины с полным впуском

.

6.2.5 Геометрические параметры турбины

38) Общая площадь проходного сечения на выходе из соплового аппарата

.

39) Длина лопатки соплового аппарата

.

40) Длина лопатки на входе в рабочее колесо

.

41) Общая площадь проходного сечения на выходе из рабочего колеса

.

42) Длина лопатки на выходе из рабочего колеса

.

43) Зазор между рабочим колесом и сопловым аппаратом примем равным

.

44) Диаметр на выходе из соплового аппарата

.

45) Диаметр входа в сопловой аппарат обычно равен . Тогда

.

7 Конструктивная схема экспериментальной установки и её описание

Турбокомпрессор, сборочный чертеж которого приведен в графической части, представляет собой агрегат, объединяющий центростремительную турбину и центробежный компрессор. Турбина преобразует энергию отработавших газов в работу сжатия воздуха компрессором.

Вращающаяся часть турбокомпрессора – ротор, состоящий из следующих основных частей: вала турбокомпрессора 7 сваренного с рабочим колесом турбины, рабочего колеса компрессора 10, дистанционной втулки. Все детали ротора закреплены на валу с помощью гайки 9. От произвольного раскручивания гайки предохраняет стопорная шайба 8. Колесо турбины отливается из жаропрочного сплава по выплавляемым моделям и сваривается с валом из стали трением. Ротор вращается в подшипнике 2, представляющем собой плавающую невращающуюся бронзовую (Бр010С10) моновтулку, удерживающуюся от осевого и вращающего перемещений фиксатором 17, который вместе с подводящим штуцером 16 является маслоподводящим каналом. Осевое перемещение ротора ограничивается со стороны турбины – торцом вала, а со стороны компрессора – дистанционной шайбой 6. Для отвода масла из полости корпуса подшипников 18 предусмотрен отводящий штуцер 3.

На корпус подшипников устанавливаются крышки турбины 1 и компрессора 13 с помощью винтов 12, а также маслосбрасывающий экран 4, который вместе с невращающимися упругими разрезными уплотнительными кольцами 5 предотвращает течь масла из полости корпуса подшипника. Рабочая поверхность уплотнительных колец покрыта твердым хромом, а канавки, в которые они установлены, и внутренние диаметры крышек подвергнуты термообработке.

На крышке турбины фрезерованием получены лопатки соплового аппарата. К торцу этих лопаток поджимается корпус турбины болтами 15.

На тыльной стороне рабочего колеса компрессора и турбины имеются гребешки, которые входят в пазы аналогичных гребешков в крышках компрессора и турбины. При этом образуется лабиринтные уплотнения, исключающие перетекание сжатого воздуха из компрессора и газа из турбины в полость корпуса подшипника.

При попадании газа в корпус турбины, который представляет из себя спиральный газоприемник, он направляется на лопатки соплового аппарата. Конструктивно сопловой аппарат представляет собой неподвижный лопаточный венец, который формируется лопатками на крышке 1 и торцевой поверхностью корпуса 19. При этом газ расширяется, вследствие чего его скорость возрастает, а давление понижается. Из соплового аппарата газ поступает в межлопаточные каналы рабочего колеса где его расширение продолжается, а следовательно, происходит дальнейшее увеличение его относительной скорости. Струя газа, движущаяся с нарастающей относительной скоростью, воздействует на рабочие лопатки и вызывает вращение колеса турбины. Крутящий момент через вал турбокомпрессора 7 передается на рабочее колесо компрессора 10. При вращении колеса компрессора, воздух, находящийся между лопатками, под действием центробежной силы сжимается и перемещается от центра к периферии. Вследствие этого перед колесом образуется разряжение, в зону которого непрерывным потоком и засасывается воздух из окружающей среды. По мере прохождения потока через рабочее колесо в радиальном направлении скорость его в абсолютном движении увеличивается. В безлопаточном диффузоре, образованном корпусом 11 и крышкой 13 компрессора, скорость воздуха уменьшается, а давление его возрастает. Из диффузора воздух поступает в спиральный сборник (улитку), проходное сечение которого увеличивается по мере его разворота. Соответственно этому постепенно уменьшается скорость воздуха и повышается его давление на выходе из компрессора.

8 Технология сборки экспериментальной установки

Сборку турбокомпрессора рекомендуется проводить в следующей последовательности:

1. В корпус подшипника 18 вставить в отверстие под подшипник бронзовую моновтулку 2 и зафиксировать ее положение с помощью втулки фиксатора 17.

2. На вал турбокомпрессора в проточку возле рабочего колеса турбины вставить уплотнительное кольцо 5. Во избежание поломки кольца рекомендуется эту операцию производить с помощью специальной оправки.

3. С помощью четырех винтов 12 установить на корпус 18 крышку турбины 1.

4. Смазав маслом фаску на внутреннем диаметре крышки турбины, и внутренний диаметр бронзовой втулки 2, в подшипник вставляется вал турбокомпрессора с уплотнительным кольцом. Для того, чтобы кольцо попало в фаску, а затем во внутренний диаметр крышки, необходимо соблюдать осторожность и вставлять вал строго перпендикулярно торцу крышки.

5. В дистанционную шайбу 6 вставить уплотнительное кольцо 5.

6. С помощью четырех винтов 12 установить на корпус подшипника 18 крышку компрессора 13.

7. Смазав маслом фаску и внутренний диаметр крышки компрессора, установить на вал дистанционную шайбу.

8. На вал турбокомпрессора установить рабочее колесо компрессора и с помощью шайбы 8 и гайки 9 зафиксировать в осевом направлении все детали подвижной части турбокомпрессора.

9. С помощью стопорных шайб 14 и болтов 15 установить на крышки компрессора и турбины соответствующие корпуса.

10. В специальные отверстия на наружном диаметре корпуса 18 ввернуть подводящий 16 и отводящий 3 масляные штуцеры.

9 Конструктивная схема стенда и её описание

Характеристики

Список файлов ВКР