Ciri beban dan status pengiraan cakera pemampat dan turbin enjin pesawat
Walaupun terdapat perbezaan dalam fungsi dan struktur pemampat dan rotor turbin, dari segi kekuatan, keadaan kerja roda kedua adalah kira -kira sama. Walau bagaimanapun, cakera turbin berada pada suhu yang lebih tinggi, yang bermaksud bahawa persekitaran kerja cakera turbin lebih keras.
Beban yang ditanggung oleh cakera pemampat atau cakera turbin enjin pesawat adalah seperti berikut:
Pasukan empar massa
Pendesak mesti menahan daya sentrifugal bilah dan pendesak itu sendiri yang disebabkan oleh putaran pemutar. Keadaan kelajuan berikut harus dipertimbangkan dalam pengiraan kekuatan:
Kelajuan operasi keadaan mantap pada titik pengiraan kekuatan yang dinyatakan dalam sampul penerbangan;
Kelajuan operasi mantap maksimum yang dibenarkan dalam spesifikasi model;
115% dan 122% daripada kelajuan operasi mantap maksimum yang dibenarkan.
Bilah, kunci, baffle, bolt, kacang dan skru yang dipasang pada cakera semuanya terletak di pinggir cakera roda. Biasanya, pinggir luar cakera roda berada di bahagian bawah alur. Dengan mengandaikan bahawa beban ini sama rata di permukaan pinggir luar cakera roda, beban seragam adalah:
Di mana F ialah jumlah semua beban luaran, R ialah jejari bulatan luar roda, dan H ialah lebar paksi pinggir luar roda.
Apabila bahagian bawah alur mortise dan tenon selari dengan paksi putaran cakera roda, jejari pinggir luar diambil sebagai jejari kedudukan di mana bahagian bawah alur terletak; Apabila bahagian bawah alur mortise dan tenon mempunyai sudut kecenderungan dalam arah radial dengan paksi putaran cakera roda, jejari tepi luar kira -kira diambil sebagai nilai purata radius alur depan dan belakang alur bawah.
Beban terma
Cakera roda perlu menanggung beban terma yang disebabkan oleh pemanasan yang tidak sekata. Untuk cakera pemampat, beban terma secara amnya boleh diabaikan. Walau bagaimanapun, dengan peningkatan jumlah nisbah tekanan enjin dan kelajuan penerbangan, aliran udara pemampat telah mencapai suhu yang sangat tinggi. Oleh itu, beban terma cakera sebelum dan selepas pemampat kadang -kadang tidak dapat diabaikan. Untuk cakera turbin, tekanan haba adalah faktor pengaruh yang paling penting selepas daya sentrifugal. Jenis -jenis medan suhu berikut harus dipertimbangkan semasa pengiraan:
Medan suhu keadaan mantap untuk setiap pengiraan kekuatan yang dinyatakan dalam sampul penerbangan;
Medan suhu keadaan mantap dalam kitaran penerbangan biasa;
Medan suhu peralihan dalam kitaran penerbangan biasa.
Apabila menganggarkan, jika data asal tidak dapat disediakan sepenuhnya dan tidak ada suhu yang diukur untuk rujukan, parameter aliran udara di bawah keadaan reka bentuk dan keadaan beban haba tertinggi boleh digunakan untuk anggaran. Formula empirikal untuk menganggarkan medan suhu pada cakera adalah:
Dalam formula, T ialah suhu pada jejari yang diperlukan, T {{0} adalah suhu di lubang pusat cakera, TB adalah suhu di rim cakera, R adalah radius sewenang -wenang pada cakera, dan subskrip 0 dan B sesuai dengan lubang pusat dan rim.
M =2 sepadan dengan aloi titanium dan keluli ferritik tanpa penyejukan paksa;
M =4 sepadan dengan aloi berasaskan nikel dengan penyejukan paksa.
Untuk cakera pemampat tekanan tinggi
Medan suhu keadaan mantap:
Apabila tiada aliran udara penyejuk, ia boleh dipertimbangkan bahawa tiada perbezaan suhu;
Apabila terdapat aliran udara penyejuk, TB boleh diambil kira -kira sebagai suhu outlet aliran udara pada setiap peringkat saluran {{0}}, dan T0 boleh diambil kira -kira diambil sebagai suhu aliran udara pada tahap aliran udara penyejukan pengekstrakan + 15.
Medan suhu sementara:
TB boleh diambil kira -kira sebagai suhu outlet setiap peringkat aliran udara saluran;
T 0 boleh diambil kira -kira 50% daripada suhu rim roda apabila tiada aliran udara penyejuk; Apabila terdapat aliran udara penyejuk, ia boleh diambil kira -kira sebagai suhu outlet tahap pengekstrakan aliran udara penyejuk.
Untuk cakera turbin
Medan suhu keadaan mantap:
Tb 0 ialah suhu keratan rentas akar bilah; △ t ialah penurunan suhu tenon, yang boleh diambil kira -kira seperti berikut: △ t =50-100 ijazah apabila tenon tidak disejukkan; △ t =250-300 ijazah Apabila tenon disejukkan.
Medan suhu sementara:
Cakera dengan bilah penyejukan boleh dianggarkan seperti berikut: kecerunan suhu sementara=1. 75 × kecerunan suhu keadaan mantap;
Cakera tanpa bilah penyejuk boleh dianggarkan seperti berikut: kecerunan suhu sementara=1. 3 × kecerunan suhu keadaan mantap.
Daya gas (daya paksi dan circumferential) yang dihantar oleh bilah dan tekanan gas di bahagian depan dan belakang pendesak
Daya gas dihantar dari bilah
Untuk bilah pemampat, komponen daya gas yang bertindak pada ketinggian bilah unit adalah:
AXIAL:
Di mana Zm dan Q adalah radius purata dan bilangan bilah; ρ1m dan ρ2m adalah ketumpatan aliran udara di bahagian salur masuk dan keluar; C1am dan C2am adalah halaju paksi aliran udara pada radius purata bahagian salur masuk dan keluar; P1M dan P2M adalah tekanan statik aliran udara pada radius purata bahagian salur masuk dan keluar.
Arah lingkaran:
Untuk bilah turbin
Arah daya gas pada gas adalah berbeza dari dua formula di atas dengan tanda negatif. Secara umumnya terdapat tekanan tertentu dalam rongga antara pendesak dua peringkat (terutamanya pendesak pemampat). Jika tekanan di ruang bersebelahan adalah berbeza, perbezaan tekanan akan disebabkan oleh pendesak antara kedua -dua rongga, △ p=p 1- p2. Secara amnya, △ p mempunyai sedikit kesan pada kekuatan statik pendesak, terutamanya apabila terdapat lubang dalam pendesak bercakap, △ p boleh diabaikan.
4.Tork gyroscopic yang dihasilkan semasa penerbangan bergerak
Untuk cakera kipas diameter yang besar dengan bilah kipas, kesan momen gyroscopic pada tekanan lentur dan ubah bentuk cakera harus dipertimbangkan.
5.Beban dinamik yang dihasilkan oleh getaran bilah dan cakera
Tekanan getaran yang dihasilkan dalam cakera apabila bilah dan cakera bergetar harus ditapis dengan tekanan statik. Beban dinamik umum adalah:
Daya gas bukan seragam berkala pada bilah. Oleh kerana kehadiran pendakap dan ruang pembakaran yang berasingan di saluran aliran, aliran udara tidak sekata di sepanjang lilitan, yang menghasilkan daya menarik gas yang tidak seimbang pada bilah. Kekerapan daya menarik ini ialah: HF=ωm. Antaranya, Ω adalah kelajuan pemutar enjin, dan m adalah bilangan kurungan atau ruang pembakaran.
Tekanan gas bukan seragam berkala pada permukaan cakera.
Daya menarik yang dihantar ke cakera melalui aci yang disambungkan, menyambung cincin atau bahagian lain. Ini disebabkan oleh ketidakseimbangan sistem aci, yang menyebabkan getaran seluruh mesin atau sistem pemutar, dengan itu memacu cakera yang disambungkan untuk bergetar bersama -sama.
Terdapat daya gangguan yang kompleks di antara bilah turbin multi-rotor, yang akan menjejaskan getaran sistem cakera dan plat.
Getaran gandingan cakera. Getaran gandingan kelebihan cakera berkaitan dengan ciri -ciri getaran yang wujud dalam sistem cakera. Apabila daya yang menarik pada sistem cakera hampir dengan susunan frekuensi dinamik sistem, sistem akan bergema dan menghasilkan tekanan getaran.
6.Tekanan pemasangan pada hubungan antara cakera dan aci
Gangguan yang sesuai antara cakera dan aci akan menghasilkan tekanan pemasangan pada cakera. Besarnya tegasan pemasangan bergantung kepada gangguan, saiz dan bahan cakera dan aci, dan berkaitan dengan beban lain pada cakera. Sebagai contoh, kewujudan beban sentrifugal dan tekanan suhu akan membesarkan lubang pusat cakera, mengurangkan gangguan, dan dengan itu mengurangkan tekanan pemasangan.
Antara beban yang disebutkan di atas, daya sentrifugal massa dan beban haba adalah komponen utama. Apabila mengira kekuatan, kombinasi kelajuan putaran dan suhu berikut harus dipertimbangkan:
Kelajuan setiap titik pengiraan kekuatan yang dinyatakan dalam sampul penerbangan dan medan suhu pada titik yang sama;
Medan suhu keadaan mantap pada titik beban haba maksimum atau perbezaan suhu maksimum dalam penerbangan dan kelajuan operasi mantap maksimum yang dibenarkan, atau medan suhu mantap yang sama apabila kelajuan operasi mantap maksimum yang dibenarkan dicapai dalam penerbangan.
Bagi kebanyakan enjin, berlepas sering merupakan keadaan tekanan yang paling teruk, jadi gabungan medan suhu sementara semasa berlepas (apabila perbezaan suhu maksimum dicapai) dan kelajuan operasi maksimum semasa berlepas harus dipertimbangkan.
