Оптимизация термонапряженного состояния лопатки. Создание сетки конечных элементов. Расчет граничных условий теплообмена. Изменение коэффициента теплоотдачи по обводу профиля. Расчет температурного поля. Оптимизация термонапряженного состояния.
Аннотация к работе
Министерство образования и науки Украины Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского ХАИ кафедра 203 Рабочая лопатка первой ступени турбины твад, мощностью 8,5 МВт Харьков 2008 год ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ на исследование термонапряженного состояния охлаждаемой лопатки ТВаД 1. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ: Рабочая лопатка 1-й ступени турбины газогенератора. 2. ЦЕЛЬ исследования: Оптимизация термонапряженного состояния лопатки 4. ОСНОВНЫЕ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: результаты проектирования по теории лопастных машин и конструкции двигателей: температура торможения в относительном движении 1330 К; давление на входе в РК 0,99 МПа; давление на выходе из РК 0,735 МПа; относительная скорость на входе в РК 166,4 м/с; относительная скорость на выходе из РК 527 м/с; температура торможения за компрессором (в ступени отбора воздуха) 712 К; полное давление за компрессором (в ступени отбора) 1,78 МПа; расход газа через газогенератор 29,73 кг/с; хорда профиля в среднем сечении 31,5 мм; радиус входной кромки 1,8 мм; высота лопатки 46,5 мм; угол входа 48 град; угол выхода 15,5 град ; угол установки профиля 56 град; частота вращения 15400 об/мин; средний диаметр 600 мм; интенсивность газовых сил: в окружном направлении 4934 Н/м; в осевом направлении 6421 Н/м; радиус подвода воздуха 257 мм; число лопаток 70; щаг решетки 27,3 мм; данные для вычерчивания наружного контура корневого, среднего и периферийного сечений - см. табл. …. Примерный перечень иллюстративного материала, представляемого в записке: - схемы подвода воздуха к лопатке и движения воздуха по лопатке, - граничные условия теплообмена (изменение коэффициента теплоотдачи и греющей температуры) по контуру лопатки, - конечно-элементная расчетная сетка, - диаграммы термонапряженного состояния (неохлаждаемый, охлаждаемый, оптимальный варианты), - поле температуры и напряжений оптимального варианта. Охлаждающую температуру находим по формуле: , где - температура торможения из-за последней ступени компрессора высокого давления, - изменение температуры вследствие спутной закрутки, =-750С Рисунок 2-Схема подвода охлаждающего воздуха - подогрев воздуха центробежными силами.