Проектирование газогенератора высокого давления двигателя, прототипом которого является двигатель ДБ-90

УДК

Інв. №_________

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ,

Молодi та спорту УКРАЇНИ

Національний аерокосмічний університет ім. М.Є.Жуковського «ХАІ»

Кафедра 203

Газогенератор високого тиску ГТД

Пояснювальна записка до курсового проекту з дисципліни:

«Конструкція і міцність газотурбінних установок»

ХАІ.203.241.110.08002027

Виконала студентка:  гр.241 Глебов А.А

(№ групи)         (П.І.Б.)

___________________________

(підпис, дата)

Перевірив:                               к.т.н., доцент

(наукова ступінь, вчене звання)

Суховей С. І.

(підпис, дата)                   (П.І.Б.)

Нормоконтролер:                    к.т.н., доцент

(наукова ступінь, вчене звання)

                                  Гусев Ю.А

(підпис, дата)                   (П.І.Б.)

2011

СОДЕРЖАНИЕ

1. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ.. 3

2. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДВИГАТЕЛЯ ДБ-90. 4

2.1 Устройство и работа двигателя: 4

2.1.1 Компрессор двигателя: 4

2.1.2 Камера сгорания двигателя: 6

2.1.3 Турбина двигателя: 7

2.2 Система суфлирования: 9

2.3 Система смазки: 10

2.4 Топливная система: 12

2.5 Система разгрузки: 13

3. Расчёт на прочность пера рабочей лопатки компрессора.. 14

Рабочие лопатки осевого компрессора являются ответственными деталями газотурбинного двигателя, от надежной работы которых зависит надежность работы двигателя в целом. 14

3.1. Цель расчета лопатки на прочность: 14

3.2. Условия работы лопаток: 14

3.3. Допущения, принимаемые при расчете пера лопатки: 15

3.4. Методика расчета: 15

3.5. Определение запасов прочности лопаток: 17

3.6. Исходные данные: 17

4. Расчет замка крепления рабочей лопатки компрессора.. 21

4.1. Определение напряжений смятия по контактным поверхностям: 22

4.2. Определение напряжений растяжения в выступах обода диска: 23

5. Расчет на прочность диска компрессора.. 25

5.1. Нагрузки, действующие на диски: 25

5.2. Допущения, принимаемые при расчете: 25

5.3. Цель расчета: 26

5.4. Исходные данные: 26

6. Расчет динамической частоты первой формы изгибных колебаний и построение частотной диаграммы... 32

6.1. Цель расчета: 32

6.2. Методика расчета: 32

7. Расчет наружного корпуса камеры сгорания на прочность от действия перепада давлений.. 36

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 39

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ... 40

1. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

1.  По выполненному термогазодинамическому расчету разработать конструкцию компрессора.При разработке конструктивно-силовой схемы ротора и статора обратить внимание на расположение и конструкцию опор, место осевой фиксации ротора относительно статора, на передачу крутящего момента и осевой силы от ротора турбины к ротору компрессора, на противопомпажные устройства и т.п.

2.  Выполнить расчеты на прочность:

-  рабочей лопатки первой ступени компрессора;

-  замка рабочей лопатки;

-  диска первой ступени компрессора;

-  камеры сгорания на разрыв.

3.  Выполнить расчет динамической частоты изгибных колебаний лопаток первой ступени компрессора.  

Прототип – ДБ – 90

Спроектировать газогенератор.

Общая степень повышения давления — 19,67 ;

Температура газа перед турбиной  — ;

Мощность  — 16900 кВт.

2. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДВИГАТЕЛЯ ДБ-90

2.1 Устройство и работа двигателя:

Двигатель состоит из газогенератора и турбины силовой. Газогенератор состоит из осевого компрессора низкого давления (9ступеней), осевого компрессора высокого давления (10ступеней), камеры сгорания, турбины низкого давления, турбины высокого давления, коробок приводов, систем и агрегатов, обслуживающих двигатель.

Компрессоры низкого и высокого давления приводятся во вращение соответственно турбинами низкого и высокого давления.

КНД и КВД, и приводящие их во вращение турбины образуют два кинематически между собой не связанных контура: контур низкого давления и контур высокого давления, которые вращаются с различными частотами вращения на любом из режимов работы двигателя.

Ротор КНД установлен на двух опорах. В передней опоре ротора КНД расположен шариковый радиально-упорный подшипник, в опоре задней ротора КНД радиально-роликовый подшипник. Передняя опора установлена в переднем корпусе, задняя – в корпусе переходника.

Передача крутящего момента от ТНД к КНД осуществляется с помощью шлицевого соединения вала ТНД и цапфы задней ротора КНД.

Ротор КВД расположен на двух опорах: передняя опора с опорно-упорным шариковым подшипником расположена в переднике и имеет упруго-масляный демпфер, задняя опора с опорным роликовым подшипником расположена в заднем корпусе.

Двигатель оснащён топливной, масляной системами и системой охлаждения. За пятой ступенью КВД предусмотрен отбор воздуха на охлаждение ТНД. Для охлаждения ТВД воздух отбирается из-за последней ступени КВД.

Камера сгорания – противоточная трубчато-кольцевого типа, состоит из: коллектора, трубок подводящих, труб жаровых (16 шт), воспламенителей, клапанов и кожуха.

Турбина высокого давления (ТВД) – осевая «консольного» типа состоит из соплового аппарата и ротора.

Ротор ТНД состоит из диска, лопаток, закрепленных на диске с помощью