Влияние параметров рабочего цикла на массоэнергетические характеристики паротурбинных установок Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Решетневскце чтения

гут располагаться как на ребре внутренней стенки, так и между ребрами. Использование контактной сварки приводит к местному окислению лент припоя, нарушению его кристаллической решетки, что ухудшает растекаемость припоя по поверхности. В процессе пайки могут возникать различные дефекты паяных соединений. Наиболее опасно для паяной конструкции наличие непропаев, шлаковых включений, пор, раковин, рыхлот, эрозийного растворения основного металла припоем и заплавление каналов [2]. Такие дефекты пайки приводят к нарушению расчетной геометрии пазов, как следствие - к увеличению гидравлического сопротивления охлаждающего тракта.

Возможным решением этой проблемы является использование технологии нанесения лент припоя вдоль по фрезерованным ребрам внутренней стенки с поддувом аргона под ленту с помощью специального приспособления. Данное усовершенствование технологии нанесения лент припоя позволяет уйти от проблемы заплавления каналов избытком припоя, умень-

шает вероятность обрыва лент припоя при сборке оболочек, уменьшает местное окисление припоя в местах прихваток за счет поддува аргона со стороны прихватки и со стороны контакта с основным материалом. Данный метод нанесения припоя прошел апробацию, были получены удовлетворительные результаты. Предполагается его дальнейшее совершенствование и использование в производстве.

Библиографические ссылки

1. Технология производства жидкостных ракетных двигателей : учебник / В. А. Моисеев, В. А. Тарасов, В. А. Колмыков, А. С. Филимонов ; под ред. В. А. Моисеева и В. А. Тарасова. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008.

2. Теоретические основы проектирования технологических процессов ракетных двигателей. Технология производства жидкостных ракетных двигателей : учебник для вузов / В. В. Воробей, В. Е. Логинов. М. : Дрофа, 2007.

A. U. Volodin

JSC «Krasnoyarsk Machine-Building Plant», Russia, Krasnoyarsk M. I. Tolstopyatov, E. V. Blinkov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

TECHNOLOGICAL ADVANCEMENT OF METHOD OF APPLYING SOLDER APPLYING AT SETTING OF NOZZELS OF ROCKET ENGINES

The nozzle is an important element of the rocket engine. In the manufacture of nozzles to use modern technology. These technologies include application of solder. In this article we present a new method of applying solder to a rocket engine nozzle.

© Володин А. Ю., Толстопятов М. И., Блинков Е. В., 2011

УДК 621.1

А. В. Делков, Е. В. Черненко

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ЦИКЛА НА МАССОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК*

Описывается модель установившегося взаимодействия элементов паротурбинной установки на низкоки-пящем рабочем теле (ПТУ НРТ). Исследуется характер и тенденция изменения энергетических характеристик при варьировании внешних параметров.

Оценка взаимодействия элементов системы паротурбинной установки - ответственный этап задачи оптимизации. Если отдельные элементы поддаются расчету, то для их совмещения и получения характеристики рабочего процесса системы приходится согласовывать граничные условия. При этом система

будет реагировать на изменение параметров внешней среды. При различных сочетаниях управляющих факторов паротурбинная установка будет иметь различные характеристики. Авторы на основе математической модели ПТУ НРТ провели численные исследования энергетического баланса турбины.

*Работа выполнена при финансовой поддержке КГАУ «Красноярский краевой фонд поддержки научной и научно-технической деятельности».

Ракетно-космические двигатели, энергетические установки и системы терморегулирования летательных аппаратов

Баланс энергий системы ПТУ НРТ в модели представлен следующим образом (рис. 1). На турбине вырабатывается адиабатическая мощность Nад, зависящая от параметров рабочего тела на входе и выходе и от массового расхода:

" , ч ( k-1)/k '

Nm = L„

• m = -

k -1

-RT

1 -

Pi_ p1

mm .

где L - адиабатная работа газа; пп - расход газа в турбине; к - показатель адиабаты; р2 - давление газа на входе в турбину; рх - давление газа на выходе из турбины.

Q2

Q1 N-t

Это условие задает угловую скорость в системе.

На основании вышеизложенных соотношений был составлен алгоритм расчета баланса мощностей ПТУ. Варьируемый параметр - напор насоса, который задает давление в испарителе. При этом в системе меняются два параметра - удельная работа и массовый расход. Алгоритм оценивает потери в сопловом аппарате, в рабочем колесе, с выходной скоростью, на трение.

Решение ведется по следующему алгоритму. По заданным давлению и удельному объему на входе в сопловой аппарат определяется адиабатическая работа газа и потери в сопле. Далее для потоков пара в каналах рабочего колеса строятся треугольники скоростей, определяется скорость на выходе из рабочей решетки, потери в колесе и с выходной скоростью. Далее вычисляется угловая скорость, механические и вентиляционные потери.

Результаты расчета по модели приведены на рис. 2. Установлена тенденция увеличения КПД с наращиванием адиабатной мощности турбины. Это связано с перестройкой треугольников скоростей и уменьшением потерь с выходной скоростью.

Рис. 1. Баланс мощностей турбины и рабочий цикл установки

Адиабатическая мощность расходуется на техническую мощность генератора Л и потери в самой турбине ^потерь:

Л = Л + Л .

ад т потерь

Баланс мощностей можно проследить по рабочему циклу:

02 - 01 - (Л + ЛПОтерь ) = 0,

где 01 - тепловой поток на конденсаторе; 02 - тепловой поток на испарителе.

Кроме установления баланса энергий совместная работа турбины и генератора определяет угловые скорости их роторов. В общем случае мощность генератора и потери в турбине можно представить функцией угловой скорости, получив уравнение вида

Лд (Р1, Р2, То )= Лт (ю) + Лпотерь Н .

Обороты насоса Рис. 2. Баланс мощностей турбины

Планируется доработка математической модели паротурбинной установки. Корректировке подвергнутся расчетные коэффициенты потерь, которые определяются при анализе экспериментальных данных. В результате на основе полученной модели предпола -гается проводить оптимизацию паротурбиной установки.

A. V. Delcov, E. V. Chernenko Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

EFFECT OF PARAMETERS OF WORKFLOW ON MASS AND ENERGY CHARACTERISTICS

OF STEAM TURBINE UNIT

This article describes a model of steady interaction of elements of steam turbine unit on low boiling working fluid. The nature and tendency to change the characteristics of the variation of external parameters are investigated.

© Делков А. В., Черненко Е. В., 2011