Расчет сопловых аппаратов

РАСЧЕТ СОПЛОВЫХ АППАРАТОВ [c.368]

Рис. 173. Схема к расчету соплового аппарата со стойками

К сожалению, в литературе не приводятся какие-либо методы расчета сопловых аппаратов не имеется также сведений об испытаниях этой детали, что зачастую весьма затрудняет выбор надлежащих конструктивных размеров. [c.371]

Расчет сопловых аппаратов. [c.143]

Расчет на прочность сопловых аппаратов ракетных двигателей. [c.665]

При расчете скорости ка.пель в осевом зазоре между сопловым аппаратом и рабочим колесом обычно предполагают, что разгон капли потоком пара начинается с нулевой относительной скорости в сечении, соответствующем задним кромкам соплового аппарата. [c.15]

На рис. 4.3, в показано разрушение лопатки соплового аппарата второй ступени турбины, вызванное циклическим действием температурных нагрузок. Подгорание входной кромки и верхней полки лопатки свидетельствует (рис. 4.3, г) о превышении расчет- [c.79]

Лопатки сопловых аппаратов рассчитываются на действие изгибающих нагрузок от газовых сил как двухопорные балки (лопатки первой ступени) и как консольные или шарнирно-соединенные балки (второй и следующих ступеней) при косом изгибе. Для сопловых лопаток расчет на циклическое нагружение, вызванное действием термических усилий, имеет особое значение ввиду возможных забросов температур газа. Неравномерность температуры газа в окружном направлении, как показано в работе [2], может достигать 25—30%, это приводит к превышению рабочих значений температур на лопатках соплового аппарата на 50—150° С. Поэтому наиболее частым дефектом этих детален является их растрескивание от действия циклических термических напряжений (см. 1). [c.83]

Неизбежные зазоры между вращающимися и неподвижными элементами ступени и разность давлений по обеим сторонам этих зазоров приводят к тому, что часть пара проходит через них, не участвуя в рабочем процессе. Это обстоятельство является причиной потерь энергии от утечек в ступени. Пусть расход газа через направляющий (сопловой) аппарат ступени равен /й . Тогда утечки газа через зазоры /йу , не отдавая энергии лопаткам рабочего колеса, уменьшают техническую работу на величину my L, где L — работа, отнесенная к единице массы. Поэтому потери энергии от утечек газа в расчете на единицу массы составят [c.101]

На практике при расчете ступени в этом случае можно ограничиться определением параметров потока лишь в контрольных сечениях (в зазоре между направляющим и рабочим венцами лопаток и за рабочим венцом лопаток). Параметры газа перед сопловым аппаратом при решении этой задачи предполагаются известными. Схема расположения контрольных сечений показана на рис. 97. [c.186]

Эти расчеты показали, что значительное отклонение жидкости в радиальном направлении имеет место лишь в пограничном слое на диффузорном участке поверхности лопатки (на выпуклой поверхности после точки минимума давлений). В пограничном слое на конфузорном участке выпуклой поверхности и на вогнутой поверхности рабочих лопаток, а также в сопловой решетке радиальные составляющие скорости весьма малы. В рассчитанной ступени значения угла фу о здесь не превышают 4°. Расчеты подтвердили результаты выполненного в начале параграфа анализа — при р < 90° угол ф < О (радиальные составляющие скорости направлены к корню лопаток) и при р >90° угол ф>0-Незначительное отклонение в радиальном направлении жидкости, движущейся в пограничном слое в сопловом аппарате, на входном участке выпуклой поверхности и на вогнутой поверхности рабочих лопаток объясняется значительным отрицательным градиентом давления в продольном направлении. [c.230]

Приведены основные результаты экспериментальных исследований локаль ной и средней теплоотдачи на профиле турбинной лопатки, установленной в аэродинамической трубе н воздушной турбине. В последнем случае ис следуемые лопатки помещались за рабочим колесом, т. е. находились в условиях, характерных для соплового аппарата второй ступени. Показано заметное влияние уровня турбулентности потока на величину и распределение по профилю локальных коэффициентов теплоотдачи, а также соответственно н средних по обводу профиля значений. Приведены также критериальные уравнения для расчета теплоотдачи на профиле, которые сравниваются с результатами аналогичных исследований. [c.6]

Присутствие влаги за сопловым аппаратом приводит к увеличению раскрутки потока пара в осевом направлении, поэтому профилирование входных участков рабочих решеток необходимо вести с учетом изменения углов I и Pj. Это особенно важно для периферийных сечений рабочих лопаток, так как значительная влажность в этой зоне существенно влияет на направление движения основного потока пара. Если не учитывать в расчетах изменение углов и для периферийных сечений, то потери энергии па удар влаги о рабочие лопатки существенно повысятся. Следовательно, увеличится эрозионный износ поверхностей из-за роста ударной составляющей скорости влаги. [c.294]

При проверке конструкции соплового аппарата со стойками иногда представляется целесообразным определить ориентировочно распределение изгибающего момента между лопатками и стойками, так как нагрузка на направляющий аппарат бывает значительной, и приближенный расчет, не учитывающий упрочняющее действие лопаток, дает весьма завышенные ширины стоек. В данном случае представление [c.369]

Кроме лопатки, проверяют также опорные выступы соплового аппарата и корпуса, расчет которых, очевидно, не вызывает затруднений. [c.371]

Влияние р а с п о л ож е н и я влагоулавливающих щелей. Известно [Л. 20], что согласно расчетам в сопловых аппаратах последних ступеней ЦИД основная доля частиц влаги с размером с1к>5 10 мкм выпадает на поверхность сопловых лопаток. Если скорость влаги на входе не имеет рассогласования со скоростью пара по углу, то не менее 85% этой влаги сепарируется на вогнутой стороне лопатки. Обычно в таких расчетах предполагается, что частицы жидкости, соприкасающиеся с поверхностью соплового канала, полностью прилипают к ней и движутся в виде пленки к выходной кромке. Тогда отвод влаги через /-ю щель должен определяться выражением [c.172]

Практика и теория проектирования компрессорных и турбинных ступеней показали, что в целях упрощения расчетов и исследования течения газа с достаточной. точностью можно допустить замену цилиндрических сечений кольцевых решеток их плоской разверткой. Развертку цилиндрического сечения ступени турбины на плоскость называют плоской элементарной ступенью турбины, состоящей из решеток соплового аппарата и рабочего колеса. [c.151]

Определение геометрических размеров соплового аппарата и рабочего колеса газовой турбины. Расчет длинных лопаток. Теория Уварова. Степень реактивности по высоте лопатки. Построение лопаток соплового аппарата и рабочего колеса. Материал лопаток и их охлаждение. Цикл газовых турбин постоянного давления. Конструктивные примеры газовых турбин. Регулирование газовых турбин. Турбокомпрессоры. Работы Стечкина и Дмитриевского по созданию авиационных турбокомпрессоров. [c.175]

Общие замечания о работе ТК. Расчет турбины. Истечение газа из соплового аппарата. Расчет ТК [c.16]

Расчет топливоподающих систем, в первую очередь, касается выбора основных геометрических размеров топливного насоса высокого давления, соплового аппарата форсунки и топливного кулачка, обеспечивающих получение заданных техническими условиями на проектирование параметров впрыска. [c.343]

При расчете процессов движения газов очень часто встречаются случаи, когда газ движется по каналу с неподвижными стенками. Примерами такого движения, или, как иногда говорят, течения газа, являются движения по трубопроводам, в сопловых аппаратах турбин, в направляющих аппаратах компрессоров. Если стенки [c.158]

На поверхностях стыка наружных и внутренних полок выполнены канавки 20, которые заполняются легко деформируемым жаростойким материалом. В процессе модификаций на основе научно-исследовательских работ и использования усовершенствованного метода расчета пространственного течения спроектирована сопловая лопатка с минимальными профильными и вторичными потерями (рис. 4.38) и равномерным полем потока за сопловым аппаратом. [c.180]

Исходными данными для проектировочного расчета являются параметры рабочего процесса рк, Тк, к, к, Т ), заданная полнота сгорания топлива, а также геометрические размеры проточной части на выходе из компрессора и на входе в сопловой аппарат турбины. [c.395]

Реактивные дозвуковые лопатки турбин. Их можно профилировать методом, аналогичным профилированию лопаток сопловой решетки посредством изгиба аэродинамических профилей, рассмотренных ранее (см. рис. 14.54). При этом угол атаки APi=0 —( —8°), угол изгиба 0= 180°—(Pi + P2n)> угол установки лопатки v = 90° —[Р2л+(0,3-1-0,4)0]. У длинных лопаток соплового аппарата и рабочего колеса профилирование ведется по нескольким сечениям лопаток, обычно по наружному среднему D p и внутреннему 1>внут диаметрам. Причем все необходимые параметры по среднему диаметру определяются при газодинамическом расчете турбины. Профилирование проводится в зависимости от принятого закона закрутки лопаток. При использовании метода закрутки по закону постоянства [c.236]

В автономных парциальных турбинах ЖРД, как правило, применяют сопловые аппараты, состоящие из отдельных конических сопл (см. рис. 4.18). Начать расчет таких сопловых аппаратов целесообразно с определения площади минимального (критического) сечения всех сопл = 2с/тт [см. формулу (4.41)]. [c.249]

Расчет параметров в осевом зазоре (выход из соплового аппарата — вход в колесо) необходим для определения размеров соплового аппарата и решетки колеса. [c.354]

Определение основных размеров маслопроводов, систем водяного охлаждения, разного рода сопловых аппаратов и насадков, а также расчет водоструйных насосов, карбюраторов и т. д. производятся с использованием основных законов и методов гидравлики уравнения Бернулли, уравнения равномерного движения жидкости, зависимости для учета местных сопротивлений и формул, служащих для расчета истечения жидкостей из отверстий и насадков. Приведенный здесь далеко не полный перечень практических задач, с которыми приходится сталкиваться инже-нерам-механикам различных специальностей, свидетельствует а большой роли гидравлики в машиностроительной промышленности и ее тесной связи со многими дисциплинами механического цикла (насосы и гидравлические турбины, гидравлические прессы и аккумуляторы, гидропривод в станкостроении, приборы для измерения давлений, автомобили и тракторы, тормозное дело, гидравлическая смазка, расчет некоторых элементов самолетов и гидросамолетов, расчет некоторых элементов двигателей и т. д.). [c.4]

Описанный метод использован нами для расчета параметров потока в проточной части 1-й ступени турбины высокого давления мощностью 1000 Мет (ТВД-1000) АЭС с реактором на быстрых нейтронах. Характеристики проточной части ТВД-1000, определенные на основании h — s-диаграммы [413], представлены в табл. 4.14. Результаты численного исследования течений N2O4 в сопловом аппарате 1-й ступени ТВД-1000 приведены в табл. 4.15. В вычислениях принято, что проточная часть соплового аппарата является каналом конической формы. [c.170]

Как следует из сравнения данных табл. 4.14 и 4.15, равновесные значения параметров потока N2O4 на выходе из соплового аппарата, вычисленные на основании предложенного нами метода, практически совпадают с соответствующими величинами, определенными на основании h — s-диаграммы. Расчеты кинетических параметров потока выполнены для модельного канала, осевой размер которого равен осевому размеру соплового аппарата (данные четвертого столбца табл. 4.15), п для канала, осевой размер которого вдвое превышает осевой размер соплового аппарата (данные пятого столбца табл. 4.15). Полученные результаты показывают, что отклонение от состояния термохимического равновесия, вызванное недостаточно высокой скоростью реакции (4.1), приводит к росту давления, плотности, содержания N2O4, N0, Oq, а также к снижению температуры, скорости течения, замороженной скорости звука, замороженного числа Маха и содержания NO2. [c.172]

Данные второго столбца табл. 4.16 определены в расчетах для модельных каналов, осевые размеры которых равны осевым размерам соплового аппарата и рабочего колеса, т. е. в предположении, что путь, проходимый газом в ступени, равен осевому размеру ступени. Это предположение, однако, как можно заключить из рассмотрения рис. 4.1, ошибочно. Газ движется в ступени по криволинейным каналам, поэтому путь, проходимый нм, больше, чем осевой размер ступени. Отсюда вытекает, что время пребывания газа в ступени ТВД-1000 больше, чем время пребывания в модельном канале, для которого вычислены величины второго столбца табл. 4.16. Так как эти величины рассчитаны при заведомо заниженном времени пребывания газа, они могут рассматриваться в качестве предельных значений параметров неравновесного потока N2O4 на выходе из рабочего колеса. Значения действительных параметров потока N2O4 на выходе из [c.173]

Распределение статических давлений по радиусу в диффузор-ном канале с начальным цилиндрическим участком показывает характерное для закрученных потоков возрастание pjpa от корня к периферии. Радиальные градиенты давления максимальны вблизи входного сечения канала и уменьшаются к выходному сечению практически до нуля, что определяется заданным граничным условием Рг= onst. Изменение степени влажности от 20 до 50 % слабо сказывается на распределении давлений по радиусу, в особенности вблизи выходного сечения при z = 0,018 влияние влажности прослеживается с увеличением г/к, давление несущей фазы возрастает. Расчеты выполнены для сильно закрученного потока с начальным углом ai = 75°, что характерно для потока за сопловым аппаратом турбины. При малой начальной закрутке (ai=25°), т. е. с приближением к осевому течению, влияние степени влажности увеличивается, однако радиальные градиенты давления резко снижаются, в особенности для крупных капель. Подчеркнем, что дисперсность влияет на радиальное распределение давлений значительно сильнее, чем степень в ажности. Вдоль периферийного и корневого обводов при постоянной степени влажности давления падают для крупных капель. Мелкие капли слабее влияют на изменение р[ро вдоль корневого обвода. [c.173]

При оптимизации турбины в качестве элементов совокупности Хст целесообразно выбрать диаметр сопл на срезе соплового аппарата d угол выхода потока из соплового аппарата а степень парциальностп а угловую скорость вращения рабочего колеса п. В совокупность входят расход пара /й давления торможения потока на входе Ро и выходе из турбины ро. В гл. 2 отмечалось, что в ПТУ с ДФС процесс расширения рабочего тела в турбине начинается с правой пограничной кривой. Поэтому задание Ро однозначно определяет состояние рабочего тела на входе в турбину, а температура перегретого пара на выходе из турбины находится при расчете ее рабочего процесса. [c.106]

Для параметров влаги на выходе из соплового аппарата, таких же, как и в предыдущем случае, были проведены аналогичные расчеты в рабочих решетках реактивного типа и в каналах, характерных для периферийных сечений длинных лопаток. Полученные характерные траектории приведены на рис. 7.13 II, III). Анализируя полученные данные, можно сказать, что с переходом от активного профиля к реактивному уменьшается доля капель влаги одного параметра, попадающих на входную кромку. При реактивном профиле капли значительно большего диаметра после отражения могут достигнуть противополоншой стороны канала. Кроме того, в реактивных решетках при действительных углах входа и определенном начальном положении частицы больших диаметров могут проходить канал без взаимодействия с поверхностью (траектория а—%). [c.284]

Будем также считать, что на входе в рассматриваемую ступень полное теплосодержание постоянно вдоль радиуса (г о = onst). Следует отметить, что это допущение является наиболее грубым, так как даже для первой ступени турбины и при отсутствии возмущений потока на входе в двигатель поле полных давлений, и в особенности поле температур перед сопловым аппаратом, может иметь существенную и часто преднамеренно созданную радиальную неравномерность. Тем не менее указанное допущение часто используется для расчета треугольников скоростей в ступени турбины на различных радиусах. В этом случае в сечении перед рабочим колесом, пренебрегая возможным различием интенсивности охлаждения лопаток на различных радиусах, будем иметь di ldr=0, и тогда из [c.192]

Наиболее достоверным способом получения расчетных характеристик турбин является последовательный расчет кинематики потока и всех видов потерь для каждого лопаточного веица, начиная с соплового аппарата первой ступени, с учетом конкретных геометрических параметров решеток сопловых и рабочих лопаток и изменения параметров потока по радиусу. Однако такой расчет для многоступенчатой турбины оказывается весьма громоздким, даже в том случае, когда в процессе расчета ведется определение параметров потока только на одном (среднем) радиусе. [c.232]

Ступени, спрофилированные на основе перечисленных законов, при тщательном их выполнении обеспечивают примерно одинаковую тепловую экономичность (равенство т].,). Выбор закона профилирования определяется в большой степени технологичностью выполнения лопатки, ее вибраиион-1ЮЙ надежностью и прочностью. По технологическим соображениям предпочтительной является ступень с пезакрученным сопловым аппаратом. Расчет профилирования лопаток по высоте изложен в [10,22,45]. [c.408]

Керамические материалы. Из числа различных керамических материалов перспективными для деталей ГТУ считаются нитриды и карбиды кремния (51зК4 и 810. Эти материалы существенно отличаются от металлических материалов, в связи с чем их применение требует новых методов конструирования и расчета на прочность элементов ГТУ. В настоящее время в России, США, Великобритании, Японии и Германии продолжаются работы по внедрению керамических материалов для деталей автомобильных ГТУ (дисков, лопаток, сопловых аппаратов, камер сгорания, регенераторов). Особенностями свойств керметов на основе SiзN4 и 81(1 являются [c.64]

На основе проведенных расчетов были разработаны предложения по нормированию коэффициентов запасов прочности сопловых аппаратов по ЗПТ и ПРР [Лзпт] > 1,1 [Лпрр] 1,7- [c.519]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...