Розрахунок температури на ободі диску твт.

На міліметровому папері викреслюють радіальні перерізи диска ТВТ відповідно до двигуна прототипу в масштабі (1:1; 1:2; 1:2,5; 1:5) і будують розрахункову схему диска (рис.1).

Розрахункову схему розбивають на циліндричні перерізи з урахуванням таких рекомендацій.

1. Розбити розрахункову схему диска за допомогою головних перерізів на ряд характерних областей I, II, III і т.п., які описують форму диска. Усередині кожної області провести розбивку на циліндричні перерізи з постійним кроком, причому в областях I і II крок розбивки можна застосувати приблизно однаковим. У області III крок розбивки вибирають у два рази більшим, а в областях IV, V – в два-три разу меншим, ніж у I області, що пов'язано зі значними змінами вели­чини напружень в ободі диска.

2. Для суцільного диска перший переріз проводять поблизу центра на відстані (0,05...0,10) R _к від осі (R _к – зовнішній радіус диска), для диска з центральним отвором – на відстані, що дорівнює радіусу отвору R _ц.

3. Для кожного перерізу К _i визначити значення радіуса R _iі ширину диска B _i. Отримані дані представити у виді табл.2.

Для розрахункового режиму визначають значення температури диска на ободі T _к °С й у центрі (або на радіусі отвору) Т _ц °С. Зміна температури вздовж радіуса може бути приблизно апроксимована степеневою залежністю:

,

 

Рис.1. Радіальний переріз диска (а) і його розрахункова схема (б)

 

де параметр S може приймати значення від 1 до 4. Варто враховувати, що найбільше поширеним є квадратичний закон зміни температури вздовж радіуса (S = 2), а при масивних маточинах параметр S приймають рівним 3 або 4.

Експериментально і розрахунками встановлено, що значення температури в центрі (або на маточині, якщо диск має центральний отвір), для неохолоджуваних лопаток знаходиться в межах 250…300 °С, а для охолоджуваних ‑ 300…350 °С. Температуру на ободі диска для випадку розміщення на ньому неохолоджуваних лопаток визначають за формулою,°С:

Т _к = Т _г^* - (210…270),

а при кріпленні охолоджуваних лопаток - за формулою, °С:

Т _к = Т _г^* - (440…510).

Таблиця 2

Геометричні розміри розрахункових перерізів

Номер перерізу	Розміри перерізів	Розміри головних перерізів
	R i, м	B i, м	R i, м	B i, м	N
	0,0370	0,0500	0,0370	0,0500
	0,0400	0,0500
	0,0430	0,0500
	0,0460	0,0500
	0,0490	0,0500	0,0490	0,0500
	0,0530	0,0400
	0,0570	0,0360
	0,0610	0,0310
	0,0650	0,0260
	0,0690	0,0220
	0,0730	0,0190	0,0730	0,0190
	0,0820	0,0180
	0,0910	0,0160
	0,1000	0,0150
	0,1090	0,0160
	0,1180	0,0180	0,1180	0,0180
	0,1200	0,0220
	0,1220	0,0225
	0,1240	0,0230	0,1240	0,0230
	0,1260	0,0235
	0,1280	0,0230
	0,1300	0,0235
	0,1320	0,0240	0,1320	0,0240

 

За завданням температура газу на вході в турбіну дорівнює Т_г = 970⁰С

Лопатки ротора двигуна РУ19А-300 не охолоджувані тому температуру на ободі диска визначають за формулою,°С

Т _к = Т _г^* - (210…270) = 870- 270 = 600 ⁰С

Радіус робочих лопаток приймаємо рівний R = 0,147 м.

Для неохолоджуваних лопаток температури в центрі знаходиться в межах 250…300 °С, обираю рівною 270°С

Для розрахункового режиму визначаю значення температури диска за формулою

Т = 270 +(600-270) × ((0,147-0,037)/(0,132-0,037))² = 499,15°С

Оскільки температура на периферії диска не повинна перевищувати 600…700 °С, то розрахунок температури на ободі диску вважати вірним.