Формирование облика двигателя Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №04-3/2017 ISSN 2410-6070_

Вертикальный адсорбер содержит цилиндрический корпус 12 с коническими крышкой 9 и днищем 21. В крышке 9 смонтированы загрузочный люк 4, штуцер 5 для подачи исходной смеси, сушильного и охлаждающего воздуха через распределительную сетку 6, штуцер 7 для отвода паров при десорбции и штуцер 8 для предохранительного клапана. В месте стыка крышки 9 и корпуса 12 предусмотрено кольцо жесткости 11. В средней части корпуса 12 на опорном кольце 14 установлены балки 17 с опорами 22, поддерживающие колосниковую решетку 15, на которой уложен слой гравия 1. Слой адсорбента 13 расположен между слоем гравия 1 и сеткой 3, на которой расположены грузы 10 для предотвращения уноса адсорбента при десорбции. Выгрузка отработанного адсорбента 13 осуществляется через разгрузочный люк 2, установленный в корпусе. В днище 21 смонтирован смотровой люк 18 со штуцером 19 для отвода конденсата и подачи воды, а также барботер 20 со штуцером 23 для подачи водяного пара через барботер. Барботер выполнен тороидальной формы и закреплен на конической поверхности днища 21 посредством распорок. Коэффициент перфорации тороидальной поверхности барботера лежит в оптимальном интервале величин: К = 0,5.. .0,9. Штуцер 16 для отвода очищенного газа расположен на конической поверхности днища 21. Список использованной литературы:

1.Кочетов О С., Сошенко М.В., Булаев В.А. Расчет систем кондиционирования воздуха с теплообменными аппаратами. Глобализация науки: проблемы и перспективы: сборник статей Международной научно-практической конференции. 2014.Уфа: РИО МЦИИ ОМЕГА САЙНС. С. 25-30.

2. Шмырев В.И., Шмырев Д.В., Сошенко М.В. Характеристики акустических форсунок для распылительных сушилок. Общество, наука и инновации: сборник статей Международной научно-практической конференции. 2015. В 2 ч. Ч.2. Уфа: Аэтерна. С. 72-75.

© Сошенко М.В., Лебедева М.В., Кочетов О.С., 2017

УДК 51-74

А.В. Титов

к.т.н., профессор Б.М. Осипов к.т.н., профессор И.Х. Саитов

д.ф-м.н, профессор

Казанский государственный энергетический университет

г. Казань, Российская Федерация

ФОРМИРОВАНИЕ ОБЛИКА ДВИГАТЕЛЯ Аннотация

Задача формирования облика двигателя заключается в выборе основных параметров двигателя на основе комплексного технического задания, в котором обычно указываются потребная тяга или мощность двигателя на нескольких режимах, при определенных внешних условиях.

Ключевые слова Математическая модель, облик двигателя, газотурбинный двигатель.

Обликом двигателя называется совокупность ряда признаков, характеризующих двигатель в целом и позволяющих оценить его основные отличия от других двигателей [1]. В число этих признаков входят тип двигателя (ТВД, ТВлД, ТРД, ТРДД, ТРДФ и т.д.), его схема (количество валов, компрессоров, схема

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №04-3/2017 ISSN 2410-6070_

проточной части и т.п.), параметры технического задания и основные параметры, позволяющие произвести простейший расчет двигателя. При этом расчете используются типовые данные по к.п.д. узлов и коэффициентам потерь, которые не входят в число параметров, определяющих облик двигателя. В качестве основных параметров обычно [2] используется суммарная степень повышения давления в компрессорах, температура газа перед турбиной, степень двухконтурности, степень повышения давления в вентиляторе, температура форсажа, суммарный расход воздуха через двигатель и т.п.

Задача формирования облика двигателя заключается в выборе основных параметров двигателя на основе комплексного технического задания, в котором обычно указываются потребная тяга или мощность двигателя на нескольких режимах, при определенных внешних условиях. Формирование облика производится обычно на этапах технического предложения или эскизного проектирования. Удачный выбор облика двигателя является основным условием высокого качества создаваемого двигателя и ему уделяется большое внимание.

В практике работы конструкторских бюро [3-4] на различных этапах проектирования и, в особенности при исследовании перспективных схем ГТД, часто возникают задачи, похожие на формирование облика. Например, может быть задан расход воздуха через двигатель, степени повышения давления в каждом из компрессоров, температура газа перед турбиной, тип и схема двигателя, а требуется определить все остальные параметры, необходимые для расчета двигателя на данном режиме. Поскольку в расчете должны фигурировать площади проточной части в характерных сечениях, то приходится задавать типовые значения приведенных скоростей в этих сечениях. Иногда эти площади бывают заданными на основании предыдущих расчетов. Очень часто приходится часть параметров брать с прототипа. Подобные задачи очень разнообразны [5]. Строго говоря, они не относятся к задачам формирования облика двигателя, но для их решения используется один и тот же модуль программного комплекса, поэтому было принято решение все эти модули относить к задачам формирования облика.

Массив МАС содержит индивидуальные масштабные множители для каждого из параметров, включенных в массив AR, и может использоваться для перевода значений этих параметров из системы СИ в другую систему единиц. Печать массива MAC в листинге входных данных отсутствует. Наиболее часто используются следующие множители:

- для перевода тяги из кН в кГ - 101,94;

- для перевода удельного расхода топлива

из кг/кН*ч в кг/кг*ч - 0,00981;

- для перевода мощности из кВт в л.с. - 1,36;

- для перевода давлений из МПа в кг/см2 - 10,194:

Любую из таких задач можно поставить, сформулировав условный закон управления. Список использованной литературы:

1. Осипов Б.М., Титов А.В., Хамматов А.Р. Исследование энергетических газотурбинных приводов на основе математических моделей.// Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2010. № 1. С. 45-47.

2. Осипов Б.М., Титов А.В., Хамматов А.Р. Инструментальная среда исследования газотурбинных установок // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2009. № 1. С. 22-25.

3. Титов А.В., Осипов Б.М., Хамматов А.Р., Желтухин В.И., Ахметов К.Н. Применение программного комплекса град для исследований стационарных энергетических установок. // Тяжелое машиностроение. 2009. № 6. С. 9-11.

4. Осипов Б.М., Титов А.В., Хамматов А.Р. Математическое моделирование в энергетическом аудите агрегатов с газотурбинным приводом. // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2008. № 3. С. 14-16.

5. Осипов Б.М., Осипов А.Б., Сафонов И.В., Титов А.В. Математическая модель ГТУ для исследования процесса запуска. // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2005. № 3. С. 8-11.

© Титов А.В., Осипов Б.М., Саитов И.Х., 2017

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №04-3/2017 ISSN 2410-6070_

УДК 51-74

А.В. Титов

к.т.н., профессор Б.М. Осипов к.т.н., профессор И.Х. Саитов

д.ф-м.н, профессор

Казанский государственный энергетический университет

г. Казань, Российская Федерация

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК НА ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ

Аннотация

В статье изложен подход при рассмотрении общей теории переходных режимов газотурбинных двигателей с целью упрощения может быть принят принцип квазистационарности, т.е. допускается, что характеристики элементов двигателя, полученные на установившихся режимах, остаются неизменными и на переходных режимах..

Ключевые слова

Математическая модель, квазистационарность, переходные режимы, газотурбинный двигатель.

В практике исследований авиационных ГТД и их элементов большое распространение получили линейные математические модели [1]. Например, в работе [2] рассматривается метод отладки параметров малоразмерных ГТД за счет изменений производительности компрессора и площади соплового аппарата турбины методом малых отклонений, заимствованный из [3]. К сожалению, авторы не использовали формальных методов оптимизации и говорить об оптимальном решении здесь не приходится. Такие математические модели можно использовать только при небольших изменениях исследуемых параметров, пока несущественны погрешности, вызванные линеаризацией уравнений.

Линейные математические модели могут быть использованы и для описания переходных режимов. Так, например, в работе [4] приводится линейная модель ТРДДФ и метод ее уточнения по результатам эксперимента. Ценным в данной работе является то, что авторы применили при уточнении линейной динамической модели ГТД метод уменьшения влияния случайных помех с регуляризацией решения по А.Н. Тихонову. Идея регуляризации решения состоит в том, чтобы уменьшить или ограничить рост относительной погрешности уточняемых параметров от влияния помех. Правда для решения такой задачи требуется знание «точных» переходных процессов по более сложной нелинейной математической модели ГТД.

К сожалению, авторы апробировали этот метод только на режимах, близких к максимальному, т.е. диапазон изменения переходного режима невелик, а погрешность линейной динамической математической модели после уточнения составляет 5-10 %. Основным недостатком таких матема-тических моделей является трудность составления линеаризованной динамической модели ГТД сложных схем и невысокая точность расчетов.

В процессе серийного производства двигателя геометрические размеры проточной части выполняются с некоторыми погрешностями, что с свою очередь сказывается на разбросе основных параметров двигателя. Каждая партия двигателей имеет свою комбинацию значений геометрических и газодинамических параметров, находящихся в поле технологических допусков.

В связи с этим, для оценки стабильности качества выпускаемых двигателей и поведения их в эксплуатации, возникает необходимость оценки закономерностей изменения эксплуатационных параметров (устойчивости и надежности работы, мощности, расхода топлива) от изменения конструктивных параметров