Проектування газогенератора приводного ГТД для приводу електрогенератора потужністю 1,5 МВт

 УДК 621.45.01

      Инв. №_________

Міністерство освіти та науки України

Національний аерокосмічний університет

ім. М .Є. Жуковского “ХАІ”

Кафедра 201

ДО ЗАХИСТУ ДОПУСКАЮ

   Завідуючий кафедрою     

            д.т.н,  професор Бойко Л.Г

                         ^{(підпис)                 (П.І.Б.)}    

“”2008   

ГАЗОГЕНЕРАТОР ЕНЕРГЕТИЧНОЇ УСТАНОВКИ                                        

 ^{(назва роботи)}

Пояснювальна записка до випускної роботи бакалавра

за напрямком 0905 Енергетика

за спеціальністю 7.090522 – Газотурбінні установки і компресорні станції

^{(шифр і назва спеціальності)}

 

ХАІ 201.241.11В.090522.06002197

                                                                                  Виконавець: студент групи    241  

         ^{(№ групи)}

                                   Бунчук О.В.

                                                     ^{(підпис)                           (П.І.Б.)}

                                   ________________

                                                                           ^(дата)

                                                                                 Керівник:            д.т.н., професор             

^{(Науковий ступінь, вчене звання, посада)} 

                          Герасименко В.П.

                                                      ^{(підпис)                         (П.І.Б.)}

                                                                                                    ________________

                                                                                                                                                                                ^(дата)

Нормоконтролер: д.т.н., професор             

^{(Науковий ступінь, вчене звання, посада)} 

                          Герасименко В.П.

                                                      ^{(підпис)                         (П.І.Б.)}

                                      ________________

                                                                           ^(дата)

 

 

2008

Міністерство освіти та науки України

Національний аерокосмічний університет

ім. М .Є. Жуковского “ХАІ”

Кафедра 201

                                                                                                                      “Затверджую”

   Завідуючий кафедрою     

            д.т.н,  професор Бойко Л.Г

                         ^{(підпис)                 (П.І.Б.)}    

“”2008   

ЗАВДАННЯ

на випускну роботу бакалавра

за напрямком  0905 Енергетика  

за спеціальністю7.090522 – Газотурбінні установки і компресорні станції

                                                                                  ^{(шифр і назва спеціальності)}

Студенту гр.241  Бунчук О.В.

                                                                                             ^{(П.І.Б., № групи)}

1.  Тема роботи: Газогенератор енергетичної установки

              за наказом №від “  “2008. 

2.  Технічне завдання: Спроектувати газогенератор приводного ГТД для приводу електрогенератора потужністю 1,5 МВт.

3.  Завдання по розділах роботи:

основний розділ: а) розрахунково – теоретична частина: виконати розрахунки параметрів ГТД та його вузлів;

б)конструкторська частина: розробити конструкцію вузлів газогенератора приводного ГТД, виконати розрахунки на міцність деталей компресора.

Консультант                     Герасименко В.П.

                                           ^{(підпис)                      (П.І.Б.)}

в)технологічна частина: розробити розмірну схему процесу обробки деталі корпус, виконати розрахунки операційних розмірів. 

Консультант                     Багмет М.М.

                                           ^{(підпис)                   (П.І.Б.)}

4.  Перелік обов’язкових питань, що підлягають опрацюванню:

   Теоретична частина – термогазодинамічний розрахунок двигуна; формування зовнішнього вигляду двигуна; газодинамічний розрахунок компресора, камери сгорання і турбіни; профілювання лопатки РК першої ступені компресора; опис конструкції двигуна; розрахунки на міцність робочої лопатки, диска першої ступені компресора; розрахунок операційних розмірів; аналіз одержаних результатів проектування.     

5.  Перелік обов’язкового графічного матеріалу:

Аркуш №1 (формат А1) – схема ГТД з розподілом основних   параметрів уздовж проточної частини двигуна. 

Аркуш №2 (листи формату А0) – креслення загального вигляду газогенератора ГТД.

Аркуш №3 (формат А2) – кресленнякорпусу.

Аркуш №4 (формат А4) – креслення заготовки для виготовлення корпусу.

Аркуш №5 (формат А1) – план обробки деталі.

6.  Строк здачі закінченої роботи для затвердження: “”2008.

Завдання видав:                                                                   Герасименко В.П.

                                                                ^{(дата, підпис керівника)            (П.І.Б.)}

 

Завдання прийняв до виконання:                                    Бунчук О.В.

                                                               ^{(дата, підпис студента)        (П.І.Б.)}

ЛИСТ ПОГОДЖЕННЯ

Консультант з основного розділу:

Д.т.н., професор  каф.201   Герасименко В.П.                         “”2008

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

Консультант з технологічної частини:                                        

Доценткаф.204                       Багмет М.М.                             “”2008

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

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………..6

1. РАСЧЕТНО – ТЕОРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………...……………………8

1.1 Выбор и обоснование параметров двигателя……………………..………8

1.2 Термогазодинамический расчет двигателя…...…………….…..…….....14

1.3 Согласование параметров компрессора и турбины…………………….14 1.4 Газодинамический расчет компрессора…………………………………17

1.5 Профилирование лопатки рабочего колеса первой ступени компрессора……………………………………………………………….25

1.6 Газодинамический расчет камеры сгорания……………………………32

1.7 Газодинамический расчет турбины……………………………………...35

      Выводы…………………………………………………………………….41

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ……………………………….…………………...42

2.1 Краткое техническое описание узлов ГТД……………………………...42

2.2 Расчет на прочность лопатки рабочего колеса первой

ступени компрессора……………………………………………………..50

2.3 Расчет динамической частоты первой формы изгибных

колебаний лопатки рабочего колеса первой ступени компрессора…...56

2.4 Расчет на прочность диска первой ступени компрессора……………...59

Выводы……………………………………………………………….…...64

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………………65

3.1 Анализ рабочего чертежа………………………………………………...65

3.2 Оценка технологичности детали……………………………………...…68

3.3 Выбор метода получения заготовки……………………………………..71

3.4 Расчет и обоснование потребного количества переходов……………..74

3.5 Разработка технологического процесса изготовления детали………...78

3.6 Расчет припусков и операционных размеров…………………………...80

Выводы……………………………………………………………………96

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………….97

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………………99

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время наряду с применением ГТД в авиации их используют в наземных целях. Большинство авиационных и транспортных ГТД успешно конвертируются в ГТУ для энергетики.

Выбор конструктивной схемы турбовальных ГТД определяется назначением установки, особенностями её эксплуатации и требованиями к маневренности. Как правило, отечественные и зарубежные ГТУ выполняют по простой тепловой схеме. Это связано с тем, что такие машины надежны и просты в обслуживании, имеют малую удельную металлоемкость и обладают высокой маневренностью. Указанные преимущества ГТД простой тепловой схемы обусловили их широкое применение в энергоблоках для покрытия пиковых нагрузок, многорежимных автономных энергоустановках, а также в приводах нагнетателей, насосов и др.

В сравнении с поршневыми двигателями внутреннего сгорания газотурбинные двигатели имеют меньшую массу и габариты, но имеют больший расход топлива на единицу мощности. Целесообразность применения ГТД обуславливается лёгкостью запуска, лучшей приёмистостью, удобством обслуживания