Расчет размеров сопла и межлопаточных каналов.

Расчет размеров сопла и межлопаточных каналов.

 

Знание приведённых скоростей позволяет рассчитать геометрические размеры сопловых и лопаточных решёток. Объёмный G₁ или массовый М₁ расход пара через сопло легко t_сл задаются, ориентируясь на

прототип, а средний диаметр решётки находят по величине переносной скорости U, понимая, что U= (π D_ср определяется делением общего расхода пара на число сопл в диафрагме Z: Z = D_ср / t_сл, где D_ср – средний диаметр решёток; t_сл – шаг сопловых лопаток. Величиной шага n) /60. где n – число оборотов вала в мин. Таким образом, рассчитав С₁, определяют величину U и, задавшись числом оборотов n, находят диаметр D_ср, число лопаток Z и после округления Z до целого пересчитывают или шаг t_сл, или величины D_ср и U. Конечно же всё это делается сразу после определения С₁. Величину выходного сечения сопла находят из уравнения неразрывности: М₁ = С_1дF₂ρ_1д = С_1дF₂ / v_1д. Отсюда: F₂ = M₁v_1д /С_1д. Величина поперечного сечения сопла

 

определяется его размерами: F₂ = a₁l₁, где а₁ и 1_l – ширина и высота выходного сечения сопла. Учитывая, что a₁=t₁sin α легко находится высота сопла: 1_l = F₂/ t₁sin α. Зная скорости w1 и w2, совершенно аналогично можно рассчитать сечения и размеры лопаточных каналов.

 

Преимущества и недостатки двухвальных газовых турбин

 

 

Силы, действующие в поршневых ДВС, их уравновешивание.

 

Детальный анализ инерционных сил КШМ очень сложен, поскольку здесь мы имеем систему с распределёнными массами. Поэтому на практике используют более простые модели с условными сосредоточенными массами, если такое упрощение не приводит к заметным погрешностям. В частности, для шатуна применяется двухмассовая модель: условные массы сосредоточивают в тех точках, которые совершают более простое движение.

 

Условные схемы распределения масс шатуна и коленчатого вала приведены на рис. 4.19. Из рисунка следует, что действительная масса шатуна m_ш заменяется условной массой части шатуна, отнесённой к поршню m_шп и массой, отнесённой к шатунной шейке коленвала m_шшш, совершающей вместе с этой шейкой вращательное движение. При этом естественно, что m_ш = m_шп + m _шшш, а положение центра масс двухмассовой модели должно быть таким же, как у реального шатуна. Это условие будет выполняться, если одинаковы суммы моментов относительно любой точки условных масс и реальной массы. В соответствии с приведённым выше условием можно записать g_mшп L = g_mш L_цт2,

откуда находим m_шп = m_ш L_цт2 /L и m_шшшш = m_ш – m_шп.

 

Массу m_ш определяют взвешиванием или расчётом по объёму шатуна и плотности металла, а положение центра тяжести – расчётом или после взвешивания на весах с определением сил веса, действующих на верхнюю g_mшп и нижнюю g_mшшш головки шатуна.

 

Сила инерции поступательно движущихся деталей определяется их общей массой и ускорением: F_j= –(m_n – m_шп) j.

 

Центробежная сила, действующая на шатунную шейку коленчатого вала, зависит от приведённой массы в этой точке, радиуса R и угловой скорости коленвала: F_ц = −m_цуRω².

 

Условная приведённая масса кривошипа m_кр складывается из масс шейки вала, щек и противовесов с учётом их радиусов вращения, а также условной массы m_шш: m_цу = m_шш + 2_mщr_щ / R − 2m_прr_пр / R, где r_щ и r_пр – расстояния от центра тяжести щеки или от центра тяжести противовеса до оси вращения, соответственно.

Все эти силы неуравновешенны и действуют на опоры машины. Силы инерции F_j действуют вверх–вниз, а центробежные силы F_ц имеют вектор, вращающийся со скоростью ω. При α = 90° и α = 270° они действуют в горизонтальной плоскости, а при α = 0° и α = 180° направления их совпадают с направлением сил F_j. Поэтому ДВС всегда имеет массивный фундамент или устанавливается на тяжёлую и жесткую раму.

 

Расчет размеров сопла и межлопаточных каналов.

 

Знание приведённых скоростей позволяет рассчитать геометрические размеры сопловых и лопаточных решёток. Объёмный G₁ или массовый М₁ расход пара через сопло легко t_сл задаются, ориентируясь на

прототип, а средний диаметр решётки находят по величине переносной скорости U, понимая, что U= (π D_ср определяется делением общего расхода пара на число сопл в диафрагме Z: Z = D_ср / t_сл, где D_ср – средний диаметр решёток; t_сл – шаг сопловых лопаток. Величиной шага n) /60. где n – число оборотов вала в мин. Таким образом, рассчитав С₁, определяют величину U и, задавшись числом оборотов n, находят диаметр D_ср, число лопаток Z и после округления Z до целого пересчитывают или шаг t_сл, или величины D_ср и U. Конечно же всё это делается сразу после определения С₁. Величину выходного сечения сопла находят из уравнения неразрывности: М₁ = С_1дF₂ρ_1д = С_1дF₂ / v_1д. Отсюда: F₂ = M₁v_1д /С_1д. Величина поперечного сечения сопла

 

определяется его размерами: F₂ = a₁l₁, где а₁ и 1_l – ширина и высота выходного сечения сопла. Учитывая, что a₁=t₁sin α легко находится высота сопла: 1_l = F₂/ t₁sin α. Зная скорости w1 и w2, совершенно аналогично можно рассчитать сечения и размеры лопаточных каналов.