Системный анализ системы газотурбинного двигателя (стр. 1 из 7)

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського

«Харківський авіаційний інститут»

Кафедра вищої математики

Пояснювальна записка до курсового проекту

з дисципліни «Основи системного аналізу»

Системний аналіз масляної системи газотурбінного двигуна

ХАІ. 405. 440м. 10О. 6. 040303. 0704553

Виконавець студент гр. 440-м

Д. І. Корниенко

Керівник канд. техн. наук, доцент

Г. К. Бахмет

2010

Реферат

маслосистема двигатель газотурбинный

Курсовая работа состоит из 3 разделов, 9 иллюстраций, 1 таблицу, 4 источника литературы, 3 приложения. Объем работы 40 листов. Использовалось 4 источника литературы.

Цель работы: – использование системного анализа при исследовании масляной системы газотурбинного двигателя.

Объект исследования – масляная система газотурбинного двигателя.

В работе применены методы системного анализа: Структурный анализ системы, функциональный анализ, инфологический анализ системы.

Приведены расчетные алгоритмы установки. Дополнены приложениями.

Анализ системы проведен на основе современных достижений в технике, в работе описаны все имеющиеся схемы, используемые при проектировании двигателя.

При выборе схемы маслосистемы ГТД рекомендуется отдавать предпочтение замкнутой схеме с нерегулируемым давлением масла на входе в двигатель. Полно поточная схема позволяет спроектировать нагнетающий масляный насос с меньшим запасом по производительности. В целях строгой дозировки прокачки масла его подвод к узлам трения, включая смазку подшипников качения, выполняют через калиброванные струйные форсунки. Насосы, откачивающие масло из опор и агрегатов ГТД, должны в 2. . . 3 раза превосходить по производительности нагнетающие насосы.

Система применяется при работе ГТД

Откачка, Маслонасос, Теплоотдача, Трение, Смазка, Расчет теплоотдачи, Структурный анализ, Сетевая схема.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Объект исследования

1.1 Схемы маслосистем

1.1.1 Маслосистема с регулированным давлением масла

1.1.2 Маслосистема с регулированным давлением масла

1.2 Дерево проблем, дерево целей

2. Анализ системы

2.1 Составляющие системы

2.2 Структурный анализ системы

2.3 Функциональный анализ

2.4 Инфологическое описание

Заключение

Список использованной литературы

Список сокращений

Приложения

Введение

В основе ГТД (газотурбинный двигатель) имеются системы обеспечения работы. Так при работе двигателя, который имеет огромное количество движущихся элементов, трущихся пар, выделяется тепло и снижается энергетический ресурс двигателя. Система подвода масла обеспечивает снижение потерь энергетического ресурса двигателя.

Маслосистемы ГТД представляют собой совокупность устройств и агрегатов, обеспечивающих:

- смазку трущихся поверхностей;

- отвод тепла, выделяющегося при трении и передаваемого в масло;

- защиту трущихся поверхностей от наклепа и коррозии;

- удаление продуктов износа из зоны трения трущихся пар.

На большинстве ГТД масло используется также для демпфирования опор роторов.

При необходимости, масло в ГТД может применяться и в качестве рабочего тела для различных механизмов, агрегатов и т. п. Иногда масло используется для обогрева отдельных элементов двигателя.

При работе ГТД в разных климатических условиях, маслосистема является важной составляющей при запуске двигателя, так как при запуске двигателя в низких температурах элементы двигателя деформируются и создают неплотности в полостях двигателя. Система подачи масла обеспечивает подогрев двигателя и осуществляет регулировку давления в полостях смазки двигателя, которую обеспечивает системы суфлирования и подачи масла.

Актуальность использования системного анализа маслосистемы двигателя проявляется в том, что результаты такого анализа позволяют повысить надежность и экономичность двигателей, увеличить их ресурс.

Так как в современное время разработали высоко скоростные и энергетически потребляющие двигатели, главной задачей становится приоритетом сохранение надежности и долговременное использование агрегатов система смазывания выделяется своей актуальностью и проблематикой анализа и проектирования.

Целью представленного курсового проекта и является использование системного анализа маслосистемы двигателя для изучения возможности повышения эффективности двигателей.

В первом главе работыприводится обзор литературы и других информационных источников по заданной теме, делаются выводы автором по использованию маслосистем, представлены построенное дерево проблем, дерево целей, определяется цель исследования.

Во втором главе работы содержится анализ предмета исследования. Для этого в главе определен объект исследования, приводятся доказательства того, что объект исследования является объектом с точки зрения системного анализа, определен предмет исследования, приводится структурный, функциональный анализ и информационный анализ исследуемого объекта.

По окончанию работы представлены полученные выводы по повышению точности измерения температуры.

1. Маслосистема как обьект анализа

Маслосистема ГТД представляет собой совокупность специальных устройств и агрегатов, обеспечивающих подачу масла в узлы трения двигателя для снижения потерь, мощности в них, уменьшения износа деталей, отвода тепловой энергии, выделяющейся при трении, защиты трущихся поверхностей от наклепа и коррозии, удаление твердых включений из зоны трения. Следовательно, основные задачи, стоящие перед маслосистемой ГТД это:

1. Уменьшение износа трущихся поверхностей

2. Уменьшение потерь на трение.

3. Охлаждение узлов трения.

Каждая из этих задач связана непосредственно с физическими (куда входят и тепловые) и химическими процессами работы ГТД.

Обзор схем маслосистем приводит к выводу, что такие системы могут быть:

- разомкнутые, когда масло подается только в узел с трущимися элементами.

- циркуляционная – когда происходит подача масла в элемент и откачка из него масла.

Рисунок 1Класификация типов маслосистем

1.1 Схемы маслосистем

Разомкнутая схема-применяются на двигателях с непродолжительной работой(двигателя беспилотных аппаратов, подьемные двигатели, турбокомпрессорные стартеры). В этом случае случае в качестве смазки можно использовать топливо.

Вывод : разомкнутые схемы маслосистем не могут приминятся в авиационных двигателях, которые требуют более тщательной смазки и защиты, для поддержания мощьности и продолжительности и высотности полета.

Циркуляционная схема –обеспечивает низкие безвозвратные потери масла и длительную непрерывную работу двигателя. Циркуляционные системы подразделяются на одноконтурные в которых циркуляция происходит по схеме «бак- двигатель-бак», и двуконтурные, в которых бак в тои или иной степени исключается из циркуляции масла. Любая из систем будет считатся открытой, если маслобак сообщается с атмосферой либо непосредственно, либо через суфлер двигателя. Сообшение верхней, расположенной над маслом, полости бака с атмосферой через суфлер обуславливается желанием снизить безвозвратные потери масла путем уменьшения его выброса в атмосферу в жидкой фазе. В открытых системах давление масла на входе в нагтетающий насос уменьшается с увеличением высоты полета, и поэтому их высотность относительно мала. Закрытые системы обладают большей высотностью и обеспечивают ускоренный прогрев масла при запуске двигателя. В закрытых системах внутри маслобака создается избыточное по отношению к атмосферному давление. Величина избыточного даввления поддерживается постоянной за счет установленного на маслобаке или трубопроводах масляной системы клапана.

В зависимости от величины давления подаваемого в систему нагнетания масла маслосистемы класифицируются на 2 варианта

· Регулированное давление масла.

· Нерегулированное давление масла.

1.1.1 Маслосистема с регулированным давлением масла

Преймушества :Подводит масло к узлам трения в полном обьеме также и в случае аварийных утечек из нее до тех пор, пока суммарная велечина прокачки и аварийных утечек не привысит подачу нагнетаюшего насоса. После этого начнется снижатся давление масла на входе, что привидет к срабатыванию сигнализатора мимального давления.

Недостаток : Производительность нагнетаюшего насоса на всех режима работы двигателя, превышает потребную, из-за чего значительную часть масла после выхода из насоса приходится возвращать обратно на вход в него, кроме номинального режима работы двигателя. То есть на малых режимах работы двигателя к трущимся поверхностям подается излишнее количество масла, что ухудшает характеристики маслосистемы.

Рисунок 2 Циркуляционная маслосистема с регулированым давлением масла.

Схема циркуляционной маслосистемы, рисунок 2 (регулированное давление масла): 1. Маслобак; 2. магистраль всасывающая; 3. нагнетающий маслонасос; 4. Фильтр тонкой очистки; 5. клапан редукционный; 6. датчик замеров давления; 7. Откачивающие маслонасосы; 8. Откачивающая магистраль; 9. Воздухоотделитель центробежный; 10. Теплообменник; 11. Полости (масляные) двигателя; 12. Суфлирующая магистраль. 13. суфлер центробежный; 14. клапан баростатический; 15. Клапан обратный; 16. Заборник масла маятниковый; 17. Воздухоотделитель статический; 18. Клапан перепускной.

1.1.2 Маслосистема с нерегулированным давлением масла

Преймушества: величина давления масла зависит от частоты вращения ротора ГТД, она всегда удовлетворяет действительную поребность узлов трения в нем, а запас нагнетаюшего насоса насоса по производительности при этом незначителен.