Національний авіаційний університет

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МЕХАНІКО–ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра авіаційних двигунів

Доцент Козлов В.В.

ВІДПОВІДІ НА ПИТАННЯ ЕКЗАМЕНАЦІЙНИХ БІЛЕТІВ ДЕРЖАВНОГО ЕКЗАМЕНУ ОСВІТНЬО-КВАЛІФІКАЦІЙНОГО РІВНЯ «БАКАЛАВР»

Спеціальності 6.090522 «Газотурбінні установки і

 компресорні станції»

КИЇВ-20__

Кратко остановимся на такой классификации для поршневых компрессоров.

1. По числу ступеней ПК подразделяются на одноступенчатые и много­ступенчатые. Наибольшее число ступеней, встречающееся в настоящее время, — семь.

2. По производительности, отнесенной к условиям всасывания,ПКможно условно разделить на следующие группы: малые ПК с V = 0,5  3 м³/мин, средние ПК с V = 3  50 м³/мин, крупные ПК с V = 50  500 м³/мин.

3. По величине создаваемого конечного давления ПК условно подразделяются на ПК низкого давления с р_к < 10 ати, ПК среднего давления с р_к = 10  100 ати, ПК высокого давления с р_к = 100  1000 ати, ПК сверхвысокого давления с р_к > 1000 ати.

 

Таблица 1.

Ориентировочные величины параметров различных компрессорных машин

Тип	Назначение	Производительность по всасыванию, м^3/мин	Общая степень повышения давления	Число оборотов вала машины в минуту
Поршневые	Вакуум-насосы Компрессоры	0-100 0-500	1—50^1 2,5—1000	60—1500 100—3000

 

Міцність робочих лопаток турбіни

 

Основні положення ППТОіР

Підтримка ГТУ і компресорів у працездатному стані, відновлення їх експлуатаційних характеристик, підвищення їх економічної ефективності на транспорті газу досягається застосуванням планово-попереджувальної системи ТО і Р [1,24 ]. Ця система має профілактичну направленість і представляє собою сукупність заздалегідь запланованих організаційних і технічних заходів з надзору, обслуговування та ремонту обладнання.

Сутність планово-попереджувальної системи ТО і Р состоїть у проведенні через визначений термін робіт з профілактичних оглядів, технічного обслуговування і різних видів планових ремонтів, послідовність виконання та їх періодичність яких визначаються умовами експлуатації даного технологічного обладнання.

 

Питання: Визначити осьову силу, що діє на ротор турбіни ГТУ під час її роботи.

Відповідь: Для визначення осьової сили необхідно накреслити конструктивну схему турбіни, показати на неї необхідні геометричні параметри та параметри робочого тіла на вході і виході проточної частини.

 

Приклад конструктивної схеми турбіни

 

Осьова сила, що діє на ротор турбіни, складається з осьової сили проточної частини та осьової сили, що діє на торцеві поверхні ротора між проточною частиною і валом.

Рис.1.Схема розрахунку осьової сили робочих лопаток турбіни	Рис.2.Схема розрахунку осьової сили ротора турбіни

 

Осьова газодинамічна сила, що виникає на робочих лопатках (Рис.1) підраховується за формулою: , де і – номер ступені; Р₁, Р₂,. С_1а, С_2а – статичні тиски і осьові швидкості на середньому радіусі проточної частини перед і за робочим колесом;

; .

Осьова газодинамічна сила, що діє на все робоче колесо, визначається як сума рівнодіючих статичних тисків на його бокові поверхні та осьової сили лопаток (Рис.2).

, де Р₁₀, Р₂₀ – статичні тиски, що діють на бокові поверхні колеса і дорівнюються відповідним тискам у кореневому перерізі лопаток; Р_1б, Р_2б – статичні тиски у середині барабану, праворуч і ліворуч від полотна диску.

 

 

Питання: При роботі ГТУ відбулося падіння тиску в масло системі. Ваше завдання:

- визначити можливі причини падіння тиску масла;

- назвати, які дії в цьому випадку повинен вжити експлуатаційний персонал;

- назвати можливі наслідки роботи ГТУ при зменшеному тиску масла.

Відповідь:

Причинами падіння тиску масла є низький рівень масла у масляному баці (менший за мінімально допустимий), зовнішні або внутрішні витікання масла, значна витрата масла, роз регулювання редукційного клапану насосів живлення або нагнітаючого у короткозамкненій масло системі, живлення – у нормально замкненій системі, значна забрудненість фільтрів.

Причиною низького рівня масла у масло баці є значні витрати масла (більші за допустимі) із-за підвищеного тиску у системі суфлювання або зносу масляних ущільнень, а також несправності запірного клапану після нагнітаючого масляного насосу.

Зовнішні витікання обумовлені механічним пошкодженням масляної обв’язки та з’єднань, відсутністю контровок або їх слабкістю, порушенням цілості кільцевих ущільнень, прокладок, зменшенням із-за старіння їх пружності.

Внутрішні витікання обумовлені старінням ущільнюючих елементів, задірами, тріщинами, підвищеними зносами та забрудненістю циліндрів, гільз, поршнів, клапанів, золотників.

Підвищення тиску у системі суфлювання обумовлене забрудненістю дросельних шайб, жиклерів, патрубків суфлювання із-за значного зростання температури в зонах мащення, застосування старого масла, випадкового попадання на них ветоши під час проведення обслуговування або ремонту, механічного ушкодження, що привело до дроселювання трубопроводу суфлювання.

Експлуатаційний персонал повинен усунути пошкодження, провести очищення запірно-регулювальної апаратури, її елементів, заміну ущільнень, підтяжку з’єднань, мийку фільтрів, дозаправлення маслом баків, регулювання редукційних клапанів, заміну відмовившихся агрегатів.

Наслідками роботи ГТУ при зменшеному тиску масла на вході у двигун можуть бути підвищений знос кінематичних пар, з’єднань, значне збільшення температури їх елементів, відпуск матеріалів, задери, заклинювання ротору і як наслідок - відмова двигуна.

 

 

Питання: Визначити типи навантажень, що діють на основні вузли ГТУ.

Відповідь:

Типи навантажень:

· масові, або інерційні, що обумовлені силою тяжіння або інерційними силами, наприклад, відцентровою силою, силою інерції при зворотно-поступальному русі;

· газові, які складаються з активних та реактивних; активні обумовлені перепадами тиску на поверхнях конструктивних елементів поточної частини ГТУ та в його середині, куди робоче тіло поступає через ущільнення або по спеціальних каналах (порожнини розвантаження); реактивні обумовлені реакцією конструктивних елементів на зміну швидкості потоку робочого тіла, що рухається у між лопаткових каналах та меридіональних каналах проточної частини ГТУ;

· термічні, яки обумовлені градієнтами температури, або різними коефіцієнтами теплового розширення деталей, з’єднання, що складаються з різних конструкційних мате ріалів;

· кінематичні, яки обумовлені посадками, зчепленнями, наприклад, посадкою з натягом диска на валу, передачею кружного моменту від відомої шестерні до ведучої. 

 

Питання: Привести загальні відомості про технологічний процес виробництва ГТУ або компресора та охарактеризувати складові цього процесу.

Відповідь: Технологічний процес виробництва це комплекс технологічних робіт, які виконуються з метою виготовлення виробу та перевірки і забезпечення його працездатності.

Технологічний процес виробництва починається з виготовлення деталей, контролю їх геометричних розмирів, визначеним видом обробки, перевіркою геометричних розмирів після обробки, цілості деталей неруйнівними методами, сортуванням деталей у межах допусків, складанням з деталей вузлів, з вузлів – виробу у цілому. Кінцева ланка розмірного ланцюга при складанні виробу має номінальний розмір з відповідним допуском. Для окремих вузлів проводиться їх балансування та перевірка працездатності на спеціальних стендах. Після складання виріб направляється на контрольно-здавальні випробування, де проводиться поруч з його перевіркою одночасно і його налагоджування, та усунення встановлених несправностей. Далі виконується його консервування після чого оформлюється уся необхідна документація і виріб передається на склад.

 

Питання: Перелічити основні параметри ГТУ ГПА та дати їх значення для відомого Вам типу ГТУ.

Відповідь:

Основні параметри ГТУ НК-12СТ:

             Степень повышения полного давления воздуха в компрессоре при Рн = 1013 гПа (760 мм. рт. ст.) и Тн = 288 К (+15°С), (САУ)                          — 8,97+0,2;

             Число ступеней компрессора                    — 14;

             Количество клапанов перепуска воздуха — 5.

             Число ступеней

                   турбины газогенератора                        — 3;

                   свободной турбины                               — 1.

 

Для номинального режима работы двигателя:

             1) мощность на валу СТ (при САУ)          — 6300-125 КВТ (8560-170 л.с.);

             2) частота вращения ротора газогенератора        — 138,0 с^-1 (8280 об/мин);

             3) частота вращения ротора СТ                  — 136,7с^-1 (8200 об/мин);

             4) коэффициент полезного действия двигателя — 25,6%,

при работе в составе ГПА                     — 24,5%.

Максимально допустимая температура газов перед свободной турбиной (средняя по шести термопарам)                                                       — 843 К (570°С).

Допустимое повышение мощности в процентах от номинального значения — до 20%.

Мощность на минимальном режиме                   — 4000 кВт.

Рабочий диапазон изменения частоты вращения свободной турбины:

максимальная физическая частота вращения       — 141,7 с^-1 (8500 об/мин);

минимальная физическая частота вращения — 102,5с^-1 (6150 об/мин).

           

Давление топливного газа на входе в двигатель — 2350±100 МПа (24±1 кгс/см2);

расход топливного газа (при САУ):

       на номинальном режиме                       > 1844 кг/ч,

       на максимальном режиме при Рн=760 мм рт. ст. и Тн=274 К (+10С)

> 2250 кг/ч;

Температура топливного газа на входе в двигатель, не менее — 288К (15°С).

Применяемое масло — маслосмесь, состоящая из 50% трансформаторного масла или МК-8 и 50% масла МС-20 или МК-22 по объему; масло ТП-22 масло ТП-22С.

Часовой расход масла, не более            — 1,2 кг/ч;

       Температура масла на входе в двигатель на всех режимах — 323...333 К (50...60°С);

       Давление масла за нагнетающим насосом на всех режимах — 390-70 кПа (4^-0,7 кг/см²);

       Давление масла за нагнетающим насосом свободной турбины на всех режимах, не менее                                                            — 147 кПа (1,5 кгс/см²);

       Теплоотдача в масло при температуре масла на входе в двигатель 323...333 К (50...60С°) на номинальном режиме, не более — 8380 кДж/мин (2000 ккал/мин).

Величина виброскорости, при которой подается:

сигнал «Превышение нормы» двигателя       — 40±5 мм/ч,

Сигнал «Опасная вибрация» с остановом двигателя — 60 ±5 мм/ч;

Длина двигателя                                       — 4742 мм;

Максимальный диаметр двигателя             — 1500 мм;

Сухая масса двигателя, не более        — 3500 кг;

Масса двигателя с контейнером, не более      — 5000 кг.

Гарантийный ресурс                                          — 4000 часов;

Межремонтный ресурс                          — 11000 часов;

Назначенный (технический ресурс)                — 33000 часов;

 

Примечание: В пределах назначенного ресурса эксплуатация двигателя ведется по техническому состоянию.

Срок хранения двигателя (законсервированного и упакованного) на складе — б лет;

Срок хранения на открытых площадках без навеса  — до 3 лет.

Питання:   Визначити осьову силу, що діє на робоче колесо відцентрового нагнітача під час його роботи.

Відповідь:

 

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МЕХАНІКО–ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра авіаційних двигунів

Доцент Козлов В.В.

ВІДПОВІДІ НА ПИТАННЯ ЕКЗАМЕНАЦІЙНИХ БІЛЕТІВ ДЕРЖАВНОГО ЕКЗАМЕНУ ОСВІТНЬО-КВАЛІФІКАЦІЙНОГО РІВНЯ «БАКАЛАВР»