Töltési jellemzők és számítási állapotok a tömörítő és a turbin lemezekrepülőgép-motorokban

Töltési jellemzők és számítási állapotok a tömörítő és a turbin lemezekrepülőgép-motorokban

Annak ellenére, hogy a szorító és a turbin rotorok funkciói és szerkezetei között vannak különbségek, erősség szempontjából a két kerék működési feltételei közel ugyanazok. Azonban a turbin lemezt magasabb hőmérséklet érinti, ami azt jelenti, hogy a turbin lemez működési környezete súlyosabb.

A repülőgép motorjának szorító- vagy turbinlemeze által viselt terhez a következők tartoznak:

1. Tömeg centrifuugus erő

A rotor forgásához kötődően a szorítókeréknek vagy turbinakeréknak ki kell bírnia a varrógerekek és saját tömegének okozta centrífugus erőt. Az erősség számítás során figyelembe kell venni a következő sebességfeltételeket:

Az erősség számítási pontban meghatározott állandó állapotú működési sebesség;

A modelltípus specifikációjában megadott maximális engedélyezett állandó állapotú működési sebesség;

a maximális engedélyezett állandó állapotú működési sebesség 115%-a és 122%-a.

A lemezek, zárók, rekeszek, rúdok, gömböcök és csavarkötők, amelyek a lemezre telepítve vannak, mind a kerekség szélén találhatók. Általában a kerekség külső élének belső szélében van a nyílás alja. Feltételezve, hogy ezek a terhelések egyenletesen oszlanak el a kerekség külső élének felületén, az egyenletes terhelés a következő:

Ahol F az összes külső terhelés összege, R a kerek külső körének sugara, és H a kerekség külső élének tengelyes szélessége.

Ha a mortíz és tenon nyílás alja párhuzamos a kerekség forgástengelyével, akkor a külső él sugarát a nyílás alján lévő hely pozíciójának sugaraként vesszük figyelembe; ha a mortíz és tenon nyílás alja rádiálisan hajlásszögben van a kerekség forgástengelyével, akkor a külső él sugarát közelítőleg a front és hátsó él nyílás aljának sugarainak átlagaként vesszük figyelembe.

2. Hőterhelés

A keréknyilványnak el kell viselnie a nem egyenletes melegítés által okozott hőterheket. A tömörítő nyilvány esetében a hőterhelést általában figyelmen kívül lehet hagyni. Azonban az motor teljes nyomásaránya és repülési sebesség növekedésével a tömörítő kijáró légfolyam nagyon magas hőmérsékletű lett. Ezért a tömörítő előtti és utáni nyilványok hőterhése néha nem hanyagolható el. A turbinanyilvány esetében a hőtényező a centrifuža után a legfontosabb befolyásoló tényező. A következő hőmérsékleti mezőkkel kell számolni a számítás során:

Állandóságú hőmérsékleti mező minden a repülési zárójelben megadott erőszámításhoz;

Állandóságú hőmérsékleti mező tipikus repülési ciklusban;

Átmeneti hőmérsékleti mező tipikus repülési ciklusban.

A becslés során, ha az eredeti adatok nem tehetők teljes mértékben közzé és nincs mérési hőmérséklet hivatkozásként, a tervezési állapotban és a legmagasabb hőterhelésű állapotban lévő légzó paramétereit használhatjuk a becsléshez. A lemezen levő hőmérsékleti mező becslésére vonatkozó empirikus képlet:

A képletben T a szükséges sugarú helyen mért hőmérséklet, T0 a lemez középső lyukának hőmérséklete, Tb a lemez sarkának hőmérséklete, R egy tetszőleges sugár a lemezen, míg a 0 és b aláírások illeszkednek a középső lyukához és a sarokhoz, illetve.

m=2 felel meg a titán-ligaturának és a kényszeres hűtés nélküli ferrit-tartalmú acélnak;

m=4 felel meg a kényszeres hűtéses nikkelalapú ligaturának.

• Magas nyomású tömörítőlemez esetén

Állami hőmérsékleti mező:

Ha nincs hűtőléghalonat, feltételezhető, hogy nincs hőkülönbség.

Amikor van hűtő levegőáramlás, a Tb közelítőleg a csatorna minden szintjén a levegőáramlás kijárati hőmérséklete + 15 ℃ , és a T0 közelítőleg a levegőáramlás kijárati hőmérséklete a hűtési levegőáramlás szintjén + 15 ℃ .

Átviteli hőmérsékleti mező:

A Tb közelítőleg a csatorna minden szintjén a levegőáramlás kijárati hőmérséklete;

A T0 közelítőleg 50%-a a kerékkeret hőmérsékletének lehet, ha nincs hűtő levegőáramlás; ha van hűtő levegőáramlás, akkor közelítőleg a hűtési levegő kivonási szakaszának kijárati hőmérséklete lehet.

• Turbina lemezre vonatkozóan

Állami hőmérsékleti mező:

A Tb0 a lapátgyökérészletszerű hőmérséklet; △ A T a rövidülés hőmérséklet-küldése, amely közelítőleg az alábbi módon vehető figyelembe: △ T=50-100 ℃ ha a rövidülés nem hűtött △ T=250-300 ℃ amikor a tenon lehűl.

Átviteli hőmérsékleti mező:

A hűtőlapokkal rendelkező lemezt közelíthetjük így: időbeli hőmérséklet-gradiens = 1.75 × állandó állapotú hőmérséklet-gradiens;

A hűtőlapok nélküli lemezt közelíthetjük így: időbeli hőmérséklet-gradiens = 1.3 × állandó állapotú hőmérséklet-gradiens.

3. Gázerő (szintes és körbefutó erő), amelyet a lapok és a gáznyomás az ejtőkeresztényeken közvetítnek

• A lapok által közvetített gázerő

A tömörítőlapok esetében a gázerő összetevője, amely egység magasságú lapra hat:

Szintes:

Ahol Zm és Q az átlagos sugár és a lófaszám; ρ 1m és ρ 2m az légfolyam sűrűsége a bejáratnál és kilépésnél; C1am és C2am az axiális sebesség az átlagos sugáron a bejáratnál és kilépésnél; p1m és p2m az átlagos sugáron mért statikus nyomás a bejáratnál és kilépésnél.

Körbefutás iránya:

• Turbina-lófáshoz

A gázerejnek iránya a gázra vonatkozóan eltér a fentiekben szereplő két képletjelekkel egy negatív előjellel. Általánosan bizonyos nyomás létezik a két szintes impeller közötti űrtérben (különösen a tömögítő impeller esetén). Ha a szomszédos térnyomások különböznek, ez okoz nyomást az impeller két űrtéren. △ p=p1-p2. Általánosan △ p kevésbé befolyásolja az impeller statikus erősségét, különösen akkor, ha lyuk van az impeller férfaszárban, △ p elhanyagolható.

4.A manőverelés során létrejött gyroszkopikus nyomaték

Nagy átmérőjű ventilátorlemezesek esetén, a ventilátorlemezekkel együtt, a gyroszkopikus momentum hatása azonosítható a lemez rugóereje és deformációja szempontjából.

5.A varázslatos terhelések a lógó és a lemez rezgéseiből fakadva

A lemezben a lógók és a lemezek rezgése közben felmerülő rezgési terheket össze kell hajtani a statikus terheivel. A fő dinamikai terhelések a következők:

A periodikus nem egyenletes gázerő a lógókon. A rácspadlengő és a külön égészterem elhelyezése miatt a folyadékáramlás nem egyenletes a kerület mentén, amely periodikus nem egyenlő gázérzetet eredményez a lógókon. Ez az érztetési frekvencia: Hf = ω m. Azok közül ω az a mozdony rotor sebessége, és m a rácspadlengők vagy égészteremek száma.

A periodikus nem egyenletes gáztömeg a lemez felszínén.

A diszkre átadott izgatóerő, amely az összekapcsolt tengely, kapcsoló gyűrű vagy más részek által közvetített. Ez a tengelyrendszer egyensúlytalanságából fakad, ami az egész gép vagy a rotorrendszer rezgését okozza, így az összekapcsolt lemezt is rezgéssel megmozdítja.

Bonyolult zavaró erők vannak a többrotoros turbin kijáratai között, amelyek befolyásolják a lemez és laprendszer rezgését.

Lemez csatlakozási rezgés. A lemezélő csatlakozási rezgés a lemezrendszer sajátos rezgési jellemzőivel van összefüggésben. Amikor a lemezrendszeren ható izgatóerő közel esik a rendszer valamelyikrendű dinamikus frekvenciához, a rendszer rezonnál, és rezgési stresszet termel.

6.Gyártási stressz a lemez és a tengely kapcsolatánál

A lemeztől és a tengertől való interferencia illesztés azonosítási stresszet eredményez a lemezben. Az azonosítási stressz mértéke attól függ, hogy milyen nagy az interferencia illesztés, a lemez és a tenger mérete és anyaga, és kapcsolódik a lemez más terheivel. Például, a centrífrális terhelés és a hőstressz létezése növeli a lemez középső lyukát, csökkenti az interferenciát, és így csökkenti az azonosítási stresszt.

A fent említett terhelések közül a tömeg centrífrális erője és a hőterhelés a fő komponensek. A tárgyaltság kiszámításakor a következő forgási sebesség és hőmérséklet kombinációkat kell figyelembe venni:

A repülési összefoglalásban megadott minden tárgyaltság-kiszámítási pont sebessége és a hozzá tartozó pontokhoz tartozó hőmérsékleti mező;

A hőterhelés maximális pontjában vagy a repülés során elérhető maximális hőmérséklet-különbség esetén lévő állandósulásbeli hőmérséklet-mezej, illetve az állandósulásbeli maximálisan engedélyezett működési sebesség, vagy annak megfelelő állandósulásbeli hőmérséklet-mezej, amikor az állandósulásbeli maximálisan engedélyezett működési sebesség eléréséhez jutunk repülés közben.

A legtöbb motor esetében a indulás gyakran a legrosszabb stressz-állapot, tehát az indulási (amikor a maximális hőmérséklet-különbség eléréséhez jutunk) ideiglenes hőmérséklet-mezej és az indulási maximális működési sebesség kombinációja kell figyelembe venni.