Инвестиции

Финансовое и экономическое определение инвестиций, классификация вложений финансовых средств по объектам вложений, характеру использования, срокам, региональному признаку, по форме собственности. Роль инвестированного капитала в экономике России.

Рубрика Финансы, деньги и налоги
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 08.03.2012
Размер файла 948,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

на тему: «Рабочая лопатка 1-й ступени турбины ротора высокого давления»

Содержание

Техническое задание

План

1. Расчет теплового состояния охлаждаемой лопатки

1.1 Расчет греющей и охлаждающей температур

1.2 Расчет коэффициентов теплоотдачи на наружной поверхности лопатки

1.3 Расчет коэффициентов теплоотдачи в каналах охлаждения лопатки

1.4 Создание расчетной сетки

1.5 Расчет температурного поля охлаждаемой лопатки

2. Расчет термонапряженного состояния лопатки

2.1 Расчет сил и моментов, действующих на перо лопатки

2.2 Определение ресурса лопатки

2.3 Расчет термонапряженного состояния лопатки

Вывод

Список литературы

лопатка турбореактивный температура теплоотдача

Техническое задание

Техническое задание на исследование термонапряженного состояния охлаждаемой лопатки ТРДФ

1. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ: Рабочая лопатка 1-й ступени турбины ротора высокого давления.

2. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ: Двухвальный ТРДФ тягой на взлетном режиме 53,1 кН (М=0, Н=0) для боевого самолета.

3. ЦЕЛЬ исследования: Исследование термонапряженного состояния лопатки

4. ОСНОВНЫЕ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: результаты проектирования по теории лопастных машин и конструкции двигателей:

температура торможения в относительном движении 1290К;

давление на входе в РК 0.652МПа;

давление на выходе из РК 0.535МПа;

относительная скорость на входе в РК 198.1м/с;

относительная скорость на выходе из РК 403.2м/с;

температура торможения за компрессором

(в ступени отбора воздуха) 589.2К;

полное давление за компрессором (в ступени отбора) 0.993МПа;

расход газа через газогенератор 67.5кг/с;

отбор воздуха на охлаждение 1.5%;

хорда профиля в среднем сечении 44.7мм;

радиус входной кромки 2.36мм;

высота лопатки 132.5мм;

угол входа 53.850;

угол выхода 24.950 ;

угол установки профиля 55,90;

частота вращения 11390.5об/мин;

средний диаметр 577мм;

интенсивность газовых сил

в окружном направлении 2039Н/м;

в осевом направлении 5547Н/м;

радиус подвода воздуха 288,5мм;

число лопаток 47шт;

шаг решетки 38,57мм;

В процессе исследования исходные данные могут уточняться или быть изменены по согласованию с консультантом.

6. Исследование должно вестись по плану представленному в таблице 1. В процессе исследования план может быть скорректирован и изменен по согласованию с консультантом.

7. ОТЧЕТНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ: Результаты исследования должны быть изложены в пояснительной записке. Содержание записки изложено в таблице 1.

7.1. 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 с указанием критической точки;

диаграммы термонапряженного состояния (неохлаждаемый, начальный вариант, оптимальный варианты);

поле температуры и напряжений оптимального варианта.

7.2. В записке должны быть приведены распечатки файлов с исходными данными и результатами расчетов: Grurez.txt, Grudef.txt, Sirenko1.st, Sirenko1.tm, и др.

7.3. Текст должен быть набран на компьютере. Рекомендуемый шрифт - Times New Roman, интервал - обычный, размер - 12 или 14. Межстрочный интервал - одинарный или полуторный.

План

Планируемые работы

1. Подготовка и анализ исходных данных.

Расчет греющей и охлаждающей температур, отбора воздуха на охлаждение.

Выбор пути совершенствования конструкции.

2. Создание конечно-элементной расчетной сетки.

3. Расчет граничных условий теплообмена.

Расчет пропускной способности каналов.

Расчет коэффициентов теплоотдачи в каналах охлаждения.

Расчет коэффициентов теплоотдачи в перфорационных каналах.

4. Расчет греющей температуры воздушной завесы

5. Расчет температурного поля (охлаждаемый вариант).

6. Расчет термонапряженного состояния (охлаждаемый вариант).

Анализ термонапряженного состояния.

7. Оформление пояснительной записки

8. Сдача работы

7. ПОРЯДОК СДАЧИ И ПРИЕМКИ РАБОТЫ: Сдача работы проводится в форме публичной защиты с оценкой по пятибалльной системе. Пояснительная записка должна быть сдана на проверку не позднее, чем за два дня до установленного срока сдачи.

8. СРОКИ ВЫПОЛНЕНИЯ: Начало выполнения - 22 сентября 2008 г.

Защита - до 15декабря 2008 г.

Задание выдал: д.т.н., проф каф. 203

«__» сентября 2008г.

Задание получил: ст. гр. 250м

«___» декабря 2008 г.

1. Расчет теплового состояния охлаждаемой лопатки

1.1 Расчет греющей и охлаждающей температур

Выбирая схему охлаждения, следует учитывать опыт создания уже реализованных и хорошо зарекомендовавших себя в эксплуатации конструкций, а так же технологические возможности производства, новейшие достижения в этой области.

Исходная геометрия охлаждаемой лопатки, полученная из результатов проектирования по теории лопаточных машин и конструкции двигателей.

В качестве параметра, характеризующего эффективность различных схем охлаждения, используют величину, называемую глубиной охлаждения:

.

Важнейшими параметрами для проектирования охлаждаемой лопатки являются “греющая” температура ТГР и “охлаждающая” температура воздуха на входе в лопатку ТОХЛ.

Рабочие лопатки работают в газовом потоке с некоторой окружной температурной неоднородностью. Но она несущественна, так как усредняется из-за высокой частоты вращения. Поэтому нужно учитывать только радиальную неоднородность потока, полагая, что для среднего сечения коэффициент радиальной неоднородности потока з=0,05. Тогда греющая температура равна:

Таким образом, исходя из рекомендаций [1] () для обеспечения эффективной работы турбины достаточно применения конвективной схемы охлаждения, которая изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Поперечное сечение конвективной охлаждаемой лопатки

Температура охлаждающего воздуха зависит от способа его подвода. В данном случае (см. рисунок 1) подвод воздуха осуществляется из-за последней ступени компрессора высокого давления через систему отверстий со спутной закруткой.

Охлаждающую температуру определяем по формуле:

,

где - температура торможения за последней ступени компрессора высокого давления,

- изменение температуры вследствие спутной закрутки,

= -75К

- подогрев воздуха центробежными силами.

- окружная скорость,

- радиус подвода охлаждающего воздуха,

- длина канала подвода воздуха.

- конвективный подогрев в магистралях подвода,

Из соображений достижения необходимого ресурса турбины [1] принимаем ТЛ=1170 К.

Определяем эффективность охлаждения

По графику 2 [1] определяем расход охлаждающего воздуха (1,5%), согласно способу охлаждения лопатки (конвективное).

1.2 Расчет коэффициентов теплоотдачи на наружной поверхности лопатки

Максимум теплоотдачи находится в точке разветвления потока на входной кромке. Далее по обеим сторонам профиля по мере формирования ламинарного погранслоя коэффициент теплоотдачи уменьшается, достигая минимума в точке перехода ламинарного слоя в турбулентный. Начало перехода связано с достижением критического числа Рейнольдса.

Второй максимум теплоотдачи связан с возникновением турбулентного погранслоя. Координата ХК соответствует выражению:

Отсюда находим :

где

198,1 м/с

Расчет коэффициентов теплоотдачи выполняем с помощью ЭВМ. В результате работы программы Gru.exe рассчитываются коэффициенты теплоотдачи на входной кромке, в средней части профиля, на выходной части.

1.3 Расчет коэффициентов теплоотдачи в каналах охлаждения лопатки

Расчет коэффициентов теплоотдачи выполняем на ЭВМ с помощью программы GRY.bat, которая рассчитывает теплоотдачу в каналах при турбулентном течении охлаждающего воздуха.

Рассчитываем необходимые исходные данные и заносим их в таблицу 4. Площадь канала и его периметр определяем в пакете КОМПАС v. 8+ (см. рисунок 2).

Гидравлический диаметр определяем как отношение:

.

Расход воздуха в i-м канале:

.

Далее заносим полученные данные в программу в диалоговом режиме. В результате работы программы рассчитываются коэффициенты теплоотдачи в каналах охлаждения. Полученные результаты сведены в таблицу 5.

Рисунок 2 - Разбиение лопатки на каналы охлаждения

Таблица 2 - Исходные данные для расчета коэффициентов теплоотдачи в каналах

Параметр

Размерность

1 канал

2 канал

3 канал

4 канал

5 канал

Характерный размер канала

мм

6,8

2

2

6,8

3,5

Площадь сечения канала

мм2

455

130

130

455

227,5

Периметр канала

мм

267

262

262

267

263,5

Расход воздуха

кг/с

0,02

0,01

0,01

0,02

0,02

Радиус кривизны канала

мм

9999

9999

9999

9999

9999

Наличие оребрения

-

0

0

0

0

0

Съем тепла (1 - симм, 0 - несимм)

-

1

0

0

1

1

Повороты канала

-

0

0

0

0

0

Наличие турбулизаторов

-

0

0

0

1

1

Результаты расчета коэффициентов теплоотдачи в каналах

НОМЕР КАНАЛА = 1

РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕТОВ ВНУТРЕННЕГО ТЕПЛООБМЕНА

характерный размер канала мм 6.800000

площадь сечения канала мм**2 455.000000

радиус кривизны канала мм 9999.000000

частота вращения об/мин 11390

Параметры охладителя :

расход воздуха кг/с 2.000000E-02

температура воздуха К 588.600000

температура стенки К 1170.000000

давление в канале Па 990000.000000

Г коэффициент теплоотдачи 2511.517000 Г

НОМЕР КАНАЛА = 2

РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕТОВ ВНУТРЕННЕГО ТЕПЛООБМЕНА

характерный размер канала мм 2.000000

площадь сечения канала мм**2 130.000000

радиус кривизны канала мм 9999.000000

частота вращения об/мин 11390

Параметры охладителя :

расход воздуха кг/с 1.000000E-02

температура воздуха К 588.600000

температура стенки К 1170.000000

давление в канале Па 990000.000000

Г коэффициент теплоотдачи 1713.207000 Г

НОМЕР КАНАЛА = 3

РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕТОВ ВНУТРЕННЕГО ТЕПЛООБМЕНА

характерный размер канала мм 2.000000

площадь сечения канала мм**2 130.000000

радиус кривизны канала мм 9999.000000

частота вращения об/мин 11390

Параметры охладителя :

расход воздуха кг/с 1.000000E-02

температура воздуха К 588.600000

температура стенки К 1170.000000

давление в канале Па 990000.000000

Г коэффициент теплоотдачи 1713.207000 Г

НОМЕР КАНАЛА = 4

РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕТОВ ВНУТРЕННЕГО ТЕПЛООБМЕНА

характерный размер канала мм 6.800000

площадь сечения канала мм**2 455.000000

радиус кривизны канала мм 9999.000000

частота вращения об/мин 11390

Параметры охладителя :

расход воздуха кг/с 2.000000E-02

температура воздуха К 588.600000

температура стенки К 1170.000000

давление в канале Па 990000.000000

Г коэффициент теплоотдачи 3139.396000 Г

НОМЕР КАНАЛА = 5

РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕТОВ ВНУТРЕННЕГО ТЕПЛООБМЕНА

характерный размер канала мм 3.500000

площадь сечения канала мм**2 227.500000

радиус кривизны канала мм 9999.000000

частота вращения об/мин 11390

Параметры охладителя :

расход воздуха кг/с 2.000000E-02

температура воздуха К 588.600000

температура стенки К 1170.000000

давление в канале Па 990000.000000

Г коэффициент теплоотдачи 3110.923000 Г

1.4 Создание расчетной сетки

Создание сетки производим на ПК с помощью программы Grid1.exe. Этот подмодуль является частью САПР охлаждаемых лопаток турбин и предназначен для автоматизированного построения сетки триангуляционных (треугольных) элементов.

Создаем файл исходных данных Sirenko.st, где размещена информация о геометрии лопатки. После создания сетки производим ее редактирование. Результаты редактирования записываем в файл Sirenko1.st и Sirenko1.set. Результаты построения конечноэлементной сетки представлены на рисунке 3.

Рисунок 3 - Конечноэлементная сетка

1.5 Расчет температурного поля охлаждаемой лопатки

Расчет производим с помощью ЭВМ. В текстовом редакторе создаем файл исходных данных для расчета температурного поля и присваиваем ему имя Sirenko1.tm.

После сохранения файла запускаем программу Grid2.exe. Результаты расчета программа заносит в файл Sirenko1.tеm. Для визуального просмотра температурного поля используем программу Izol.exe. Результаты расчета показаны на рисунке 4.

Рисунок 4 - Распределение изотермических полей температур в охлаждаемой лопатке

2. Расчет термонапряженного состояния лопатки

2.1 Расчет сил и моментов, действующих на перо лопатки

На перо лопатки действует центробежная сила Рцб и изгибающие моменты от действия газовых сил Мu и МА.

,

где с - плотность материала, сЖС6=. Площадь сечения лопатки с учетом вычета площади каналов охлаждения определяем в пакете КОМПАС 8.

Изгибающие моменты от действия газовых сил определим следующим

образом:

;

.

2.2 Определение ресурса лопатки

Ресурс ТРДФ составляет 10000 часов. Тогда при средней длительности полета 2 часа это составит 10000 полетов. При этом на один такой полет приходится 2 минуты работы двигателя на взлетном режиме. Тогда всего за весь жизненный цикл двигателя лопатка находится в таком состоянии

Таким образом, назначаем ресурс проектируемой лопатки 167 часов.

2.3 Расчет термонапряженного состояния лопатки

Расчет производим на ЭВМ с помощью программы Grid3.exe. Эта программа рассчитывает поле напряжений, запасы прочности и другие величины, характеризующие плосконапряженное состояние, при длительном воздействии центробежных сил, изгибающего момента и неравномерного нагрева. В текстовом редакторе производим редактирование файла исходных данных для расчета термонапряженного состояния (Setax.dat).

Файл исходных данных приведен ниже на рисунке 5:

Рисунок 5 - Файл исходных данных для расчета термонапряженного состояния лопатки

Для расчета термонапряженного состояния используем программу Grid3.exe.

Результаты расчета занесены в файл с именем Sirenko1.sig. Для визуального просмотра поля заносим в командную строку поочередно следующие файлы: Izol.exe Sirenko1.set Sirenko1.sg. Результаты расчета приведены на рисунке 6.

Рисунок 6 - Распределение возникающих напряжений в охлаждаемой лопатке

Вывод

В ходе выполнения курсовой работы была разработана схема охлаждения рабочей лопатки 1-й ступени турбины ротора высокого давления и проведен её расчет ее термонапряжённого состояния. После подготовки и анализа исходных данных, мы определили греющую и охлаждающую температуры.

Был, также, проведен расчет коэффициентов теплоотдачи в каналах охлаждения и по наружным поверхностям лопатки. Для расчёта термонапряжённого состояния рассчитали величину сил и моментов, которые действуют на лопатку. При длительности полёта 2 часа и работе двигателя на взлётном режиме 2 минуты назначен ресурс лопатки 167 часов. После проведения анализа установлено, что коэффициент запаса в критической точке 120 составляет 1,737.

Список литературы

1. А.В. Олейник, С.Ю. Шарков, «расчет теплового и термонапряженного состояния охлаждаемых лопаток турбин», Харьков «ХАИ», 1995 г.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Финансовое и экономическое определение инвестиций, классификация вложений финансовых средств по объектам вложений, характеру использования, срокам, региональному признаку, по форме собственности. Производные ценные бумаги (дериватив) и хеджирование риска.

    контрольная работа [44,6 K], добавлен 19.08.2010

  • Капитальные вложения. Объекты инвестиций, осуществляемых в форме капитальных вложений. Источники финансирования капитальных вложений. Субъекты инвестиций, осуществляемых в форме капитальных вложений. Формы договорных отношений. Инвестиционные проекты.

    курсовая работа [41,6 K], добавлен 11.07.2008

  • Понятие и классификация форм инвестиций. Объекты, субъекты инвестиций, осуществляемых в форме капитальных вложений, обзор нормативно-правовой базы в данной сфере. Источники и методы финансирования капитальных вложений, условия открытия и регулирование.

    курсовая работа [58,0 K], добавлен 28.01.2014

  • Динамика (кинетика) чистых инвестиций. Сущность и классификация капитальных вложений. Объекты и субъекты инвестиционной деятельности. Права, обязанности и ответственность субъектов инвестиционной деятельности, осуществляемой в форме капитальных вложений.

    реферат [14,5 K], добавлен 29.01.2011

  • Экономическое содержание инвестиций. Основные классификации инвестиций: по объекту вложения средств, по цели инвестирования, по характеру участия инвестора в инвестиционном процессе, по формам собственности. Роль иностранных инвестиций в экономике России.

    курсовая работа [38,8 K], добавлен 31.01.2009

  • Сущность и роль инвестиций в развитии экономики. Особенности политики Казахстана по привлечению иностранных инвестиций. Анализ и оценка прямых иностранных вложений в экономику Казахстана, их распределение по областям республики и формам собственности.

    курсовая работа [183,7 K], добавлен 09.12.2010

  • Определение, классификация, оценка и инвентаризация финансовых вложений. Условия принятия активов в качестве финансовых вложений. Учет финансовых вложений в ценные бумаги и в уставные капиталы других организаций. Учет вкладов по договору.

    контрольная работа [32,8 K], добавлен 17.06.2010

  • Анализ имущественного и финансового состояния предприятия и его финансовых вложений на примере ЗАО "ТЭВТС". Методические основы учета и анализа финансовых вложений. Совершенствование техники учета и анализа долгосрочных инвестиций на предприятии.

    курсовая работа [94,1 K], добавлен 24.06.2013

  • Понятие, классификация и оценка финансовых вложений, нормативно-правовое регулирование учета операций с ценными бумагами. Организация бухгалтерского учета и методика анализа финансовых инвестиций. Анализ движения долгосрочных и краткосрочных вложений.

    курсовая работа [80,0 K], добавлен 11.02.2015

  • Экономическая сущность финансовых вложений и инструментов. Анализ методики и особенностей учета движения финансовых вложений по видам. Рассмотрение порядка учета денежных средств, операций на расчетных счетах и учета финансовых вложений в ценные бумаги.

    курсовая работа [389,0 K], добавлен 26.03.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.