Файл: Усовершенствование системы охлаждения турбины высокого давления вертолетного двигателя с целью улучшения характеристик.pptx

Бакалаврская работа

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА  ИРКУТСКИЙ ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ  «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ» (МГТУ ГА)

Кафедра летательных аппаратов и двигателей

Тема: Усовершенствование системы охлаждения турбины высокого давления вертолетного двигателя с целью улучшения характеристик

Студент: Кондратьев А.Е.

Руководитель: Старший преподаватель Шушарин В.А.

Иркутск 2023

Актуальность темы

Актуальность данной темы обусловлена повышением надежности элементов газовой турбины.

Основными неисправностями турбины являются обрыв и обгорание рабочих лопаток.

2

Основные неисправности рабочих лопаток турбины

Обрыв рабочей лопатки турбины в результате роста усталостной трещины до критического значения

обгорание рабочих лопаток

3

Цели выпускной квалификационной работы

Целью выпускной квалификационной работы является усовершенствование системы охлаждения турбины высокого давления двигателя ТВ3-117 с целью улучшения характеристик

В соответствии с поставленной целью необходимом решить следующие задачи:

• Проведение анализа способов охлаждения газовых турбин и выбор из них наиболее эффективного.
• Разработка мероприятий по совершенствованию конструкции рабочих и сопловых лопаток, элементов системы охлаждения

4

Вертолет Ми-8

Ми-8 — советский/российский многоцелевой вертолёт, разработанный ОКБ имени М. Л. Миля в начале 1970-х годов. Является самым массовым двухдвигательным вертолётом в мире, а также входит в список самых массовых вертолётов в истории авиации. Широко используется во многих странах мира для выполнения множества гражданских и военных задач.

---

5

Схема двигателя ТВ3-117

Конструктивно – компоновочная схема двигателя ТВ3 - 117

6

Эффективность охлаждения

• Охлаждение лопаток проточной части ГТ и оценка его эффективности с помощью безразмерного параметра охлаждения βохл

• Охлаждение конвекцией
• Отражательное охлаждение
• Пленочное охлаждение
• Пористое охлаждение

7

Охлаждение турбины ТВ3-117

Турбина компрессора.

Охлаждение осуществляется за счет циркуляции воздуха через полости между корпусом турбины и наружными бандажами сопловых аппаратов, внутренние каналы сопловых лопаток, также через полости, замкнутыми покрывающими дисками рабочих колес. Покрывающие диски омываются охлаждающим воздухом.
8

Охлаждение турбины ТВ3-117

Свободная турбина

Охлаждение деталей свободной турбины производится воздухом, который подводится к фланцу на корпусе соплового аппарата 3 ступени турбины из-за 7 ступени компрессора. Сжатым воздухом охлаждаются сопловые лопатки 3 ступени, корпуса турбины и диски рабочих колес. Охлаждение внутреннего силового конуса корпуса опор осуществляется за счет циркуляции воздуха через его внутреннюю полость и создания воздушной завесы на его наружной поверхности. Воздух поступает в полость конуса из атмосферы через отверстия в задней его части за счет эжекции.
9

Охлаждение лопаток

Схема охлаждения продувкой воздуха

Схема дефлекторных сопловых лопаток с поперечной продувкой воздуха

Конвективно-пленочное охлаждение

10

Вихревая рабочая лопатка

1 - перфорация; 2 - входная кромка;

3 - вихревая матрица; 4 - оребрение выходной кромки

11

Сопловая лопатка

1 – вертикальный канал входной кромки;

2 – отверстия на входной кромке;

3 – отверстия на спинку;

4 – вертикальный канал;

5 – отверстия с расширением на спинку;

6 – отверстия с расширением на корыто;

7, 8 – отверстия с расширением на корыто;

9 – отверстия на корыто;

10 – вертикальный канал выходной кромки

---

12

Система охлаждения турбины

3

1- отверстия в стенки для прохода охлаждающего воздуха;

2,4- сопловая лопатка:

3- рабочая лопатка;

5- отверстия в бурте диска;

6- диск второй ступени турбины компрессора

13

Заключение

• 1 Проведен анализ способов охлаждения лопаток газовой

турбины.

• 2 Разработана система охлаждения турбины высокого давления вертолетного двигателя.

• 3 Разработана конструкция рабочей и сопловой лопатки

турбины с использованием вихревой матрицы и

дефлекторов.

• 4 Проведен расчет характеристик двигателя с учетом доработок

• 5 Проведено экономическое обоснование технических

решений. Инвестиции составили 3,57 млн.р.

14

---