Перечень (образцы) раздаточного материала, используемого на занятии: Макеты изу чаемых деталей
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций»
Кафедра Теории конструкция судовых ДВС
Учебно-методический комплекс дисциплины: Судовые турбомашины
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
180403.65 Специальность : Эксплуатация СЭУ
Код ОКСО
Санкт –Петербург
ВВЕДЕНИЕ
Процесс постоянного увеличения мощности и уменьшения массогабаритных показателей СЭУ обусловил все большее применение турбомашин как в качестве самостоятельных, так и важнейших составных частей судовых и корабельных силовых установок.
Так уже в настоящее время судовой дизель является комбинированным двигателем, содержащим в себе поршневую часть и турбокомпрессор агрегата наддува.
Дальнейшее развитие судовых дизелей в значительной мере определяется повышением степени наддува, совершенствованию аэродинамики и эксплуатационных качеств турбокомпрессоров.
Уже находятся в эксплуатации судовые дизели, турбокомпрессор которых имеет силовую турбину, передающую механическую энергию на специальный электрогенератор или коленчатый вал двигателя. Разработаны конструкции турбокомпрессоров с двухступенчатым повышением давления.
Газо- и паротурбинные установки являются основой корабельной энергетики.
Поэтому изучению принципа действия, конструкции, рабочих процессов, протекающих в судовых турбомашинах, уделяется первостепенное внимание.
Во время выполнения лабораторных работ студенты знакомятся с конструкцией и основными характеристиками газотурбинных двигателей ТВ2-117 и ТВ3-117, разработанных в НПП им. акад. В.Я. Климова (г. Санкт-Петербург). Они имеют приемлемые для судов речного флота мощностные и массогабаритные показатели, что позволяет произвести их конвертацию в судовые с последующим использованием, например, на судах на подводных крыльях и воздушной подушке, мощных буксирах-толкачах с малой осадкой.
Лабораторная работа №1
Тема ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ КОМПРЕССОРЫ
И ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНЫЕ ТУРБИНЫ
1. Учебныая и воспитательная цели:
- .изучение конструкции радиальных турбомашин - цетробежных компрессоров и центростремительных турбин, определение основных геометрических размеров рабочих колес и их соотношений
- показать значимость этих знаний в практической деятельности
2.. Краткие теоретические, справочно-информационные и т.п. материалы по теме занятия:
В турбокомпрессорах агрегатов наддува дизелей чаще всего применяются радиальные турбомашины - центробежные компрессоры и центростремительные турбины.
Их конструкции имеют много общего. Они состоят из входных (выходных) устройств, рабочих колес, безлопаточного и лопаточного диффузоров (сопловых аппаратов) и улиток.
Рабочие колеса обоих типов турбомашин чаще всего выполняются полузакрытыми. Лопатки рабочего колеса образуют радиальные межлопаточные каналы, по которым движется воздух или газ.
Различия этих турбомашин заключены в следующем:
* компрессор является потребителем механической энергии, турбина ее вырабатывает;
* направление движения газа в компрессоре: от корневых сечений к периферийным, а в турбине - в противоположном направлении;
* неподвижные элементы в компрессоре (направляющие аппараты и диффузор) служат для уменьшения скорости, кинетической энергии потока и увеличения давления и температуры (потенциальной энергии), а в сопловом аппарате турбины - наоборот.
К основным характеристикам рабочих колес относятся: наружный диаметр DH внутренний диаметр рабочего колеса - DBH , диаметр втулки - DBM , количество лопаток Z, ширина рабочего колеса - B.
Важными параметрами, характеризующими геометрию рабочего колеса, являются высоты рабочих лопаток на наружном lH и внутреннем lBH диаметрах, шаг лопаток tH , tBH , а также относительные размеры d BM =DBM /DH , d BH = DBH /DH , b=B/ DH.
Перечень (образцы) раздаточного материала, используемого на занятии: Макеты изу чаемых деталей
4. Перечень и краткое описание технических (программных) средств, необходимых для
проведения занятий;
| № | Наименование | Назначение | Характеристики | Примечание | |||||
5. Рекомендации студентам по подготовке к занятию с указанием литературы;
6. Рекомендации по использованию информационных технологий
необходимости);
7. Практические задачи, задания, упражнения;
Порядок выполнения работы
1. Выполнить эскизирование рабочего колеса центробежного компрессора и радиальной турбины с нанесением их основных размеров.
2. Рассчитать геометрические соотношения, характеризующие рабочие колеса.
3. Заполнить таблицу 1 и проанализировать полученные результаты.
Таблица 1
| Параметр | Рабочее колесо | |||
| Тип турбокомпрессора | Тип турбокомпрессора | |||
| Компрессор | Турбина | Компрессор | Турбина | |
| Число лопаток Z | ||||
| Наружный диаметр рабочего колеса DH, мм | ||||
| Внутренний диаметр рабочего колеса DBH, мм | ||||
| Диаметр втулки DBM, мм | ||||
| Осевая ширина рабочего колеса B, мм | ||||
| Шаг лопаток на наружном диаметре РК , tH= p DH /z, мм | ||||
| Шаг лопаток на внутреннем диаметре РК, tBH = p DBH /z, мм | ||||
| Длина лопатки на наружном диаметре РК L H, мм | ||||
| Длина лопатки на внутреннем Диаметре РК LBH , мм | ||||
Относительная высота лопатки  | ||||
Относительная высота лопатки  | ||||
| Относительный диаметр dBH = DBH / DH | ||||
| Втулочное отношение dBH =D BH/ DBX | ||||
| Относительная ширина РК b =B/ DH |
4.. Задания студентам для самостоятельной работы:
- изучить учебный материал по теме ;
- подготовить таблицу
5 Контрольные вопросы, тесты, задания по теме занятия.:
1. Каким образом происходит преобразование энергий в рабочем колесе центробежного компрессора?
2. Каким образом происходит преобразование энергий в рабочем колесе центростремительной турбины?
3. Какие типы рабочих колес применяют в радиальных турбомашинах агрегатов наддува?
4. Назовите основные геометрические параметры и их соотношения, характеризующие рабочие колеса компрессора и турбины. Проанализируйте их различия.
В турбокомпрессорах агрегатов наддува дизелей чаще всего применяются радиальные турбомашины - центробежные компрессоры и центростремительные турбины.
Их конструкции имеют много общего. Они состоят из входных (выходных) устройств, рабочих колес, безлопаточного и лопаточного диффузоров (сопловых аппаратов) и улиток.
Рабочие колеса обоих типов турбомашин чаще всего выполняются полузакрытыми. Лопатки рабочего колеса образуют радиальные межлопаточные каналы, по которым движется воздух или газ.
Различия этих турбомашин заключены в следующем:
* компрессор является потребителем механической энергии, турбина ее вырабатывает;
* направление движения газа в компрессоре: от корневых сечений к периферийным, а в турбине - в противоположном направлении;
* неподвижные элементы в компрессоре (направляющие аппараты и диффузор) служат для уменьшения скорости, кинетической энергии потока и увеличения давления и температуры (потенциальной энергии), а в сопловом аппарате турбины - наоборот.
К основным характеристикам рабочих колес относятся: наружный диаметр DH внутренний диаметр рабочего колеса - DBH , диаметр втулки - DBM , количество лопаток Z, ширина рабочего колеса - B.
Важными параметрами, характеризующими геометрию рабочего колеса, являются высоты рабочих лопаток на наружном lH и внутреннем lBH диаметрах, шаг лопаток tH , tBH , а также относительные размеры d BM =DBM /DH , d BH = DBH /DH , b=B/ DH.