Проектирования разработка

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОПЕРАЦИЙ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ОСЕВЫХ ТУРБОМАШИН

Метод проектирования проточной части осевых турбомашин базируется на современных термодинамических и газодинамических основах теории турбомашин и может быть использован для судовых энергетических установок, работающих на рабочих агентах, применяемых в настоящее время в установках различных циклов.

Практическое значение такого изучения реальных процессов заключается в получении таблиц или графиков изменения относительных параметров потока при монотонном течении процесса. Далее эти материалы используются для проектирования проточной части турбоагрегата.

бины (обычно воздушные), полагая, что испытание модели исследуемой ступени после соответствующих пересчетов даст сумму всех внутренних потерь ступени. Не отрицая пользы такого рода исследований, можно сомневаться в их целесообразности для проектирования проточной части турбоагрегатов.

зоваться характеристикой ступени, проектировщик должен точно знать, какие именно потери учтены характеристикой. Следовательно, ему нужно еще подробно ознакомиться с экспериментом, при помощи которого она получена, и знать, как обрабатывался результат замеров для получения характеристики. Обычно этих сведений нет, следовательно характеристика ступени, рекомендованная на основе только лабораторных исследований, не должна считаться надежной для проектирования проточной части.

Учитывая особенности предлагаемой нами методики проектирования проточной части турбин и компрессоров, необходимо несколько глубже разобраться в ее сущности. Определение проточных площадей в лопаточных венцах по осевым составляющим скоростей течения обеспечивает пропускную способность венцов. При этом следует выдержать принятые в начале расчетов внутренние к. п. д. ступеней процессов расширения и сжатия. Подбор облопатывания потом ведется тоже на основе принятых значений осевых составляющих скоростей потока и на основе принятых значений к. п. д. ступеней. Так же определяются и значения степеней реакции в ступенях машины.

Следовательно, по характеристикам плоской неподвижной решетки можно с большой уверенностью судить о правильности выбора самой решетки, ее соответствия требованиям к проектируемой машине. В практике проектирования лопаточных машин никогда не бывает случаев замены выбранной профильной решетки по ее газодинамической характеристике из-за результатов дальнейших этапов проектирования проточной части. Этот практический вывод особенно ценен для целей унификации турбинных и компрессорных ступеней.

Обычно для проектирования проточной части оказывается вполне достаточным экспериментальный результат исследования в газодинамической лаборатории плоских неподвижных решеток профилей путем воздушной продувки. Теоретические расчеты процессов обтекания потоком рабочего агента профильных решеток обычно требуются проектировщику только в случаях, когда решаются новые вопросы проектирования или когда нет еще достаточно экспериментальных исследований для обобщения и обработки их в виде вспомогательных материалов для проектирования.

Под газодинамическими характеристиками решеток профилей будем подразумевать те данные, которые получены в результате газодинамических исследований (теоретических и экспериментальных) для проектирования проточной части лопаточных машин.

Хочется обратить внимание на полезность выбора в качестве исходных позиций и термодинамических расчетов установки и газодинамических операций по подбору облопатывания задания осевых скоростей потока в процессе расширения, как это сделано в гл. II. Там такое задание было обосновано и, если бы мы его не приняли в качестве исходного для общего и детального проектирования проточной части, то здесь пришлось бы задаваться степенью реакции в ступенях тоже на основе натурного опыта, но не поддающегося столь надежному обобщению.

Г л а в а I. Последовательность операций проектирования проточной части

/°. Проектирование механизмов представляет собой сложную комплексную проблему, решение которой может быть разбито на несколько самостоятельных этапов. Первым этапом проектирования является установление кинематической схемы механизма, которая обеспечивала бы требуемый вид и закон движения. Вторым этапом проектирования является разработка конструктивных форм механизма, обеспечивающих его прочность, долговечность, высокий коэффициент полезного действия и т. д. Третьим этапом проектирования является разработка технологических и технико-экономических показателей проектируемого механизма, определяемых эксплуатацией в производстве, ремонтом и т. д.

В теории механизмов в основном излагаются методы, с помощью которых может быть разрешен первый этап проектирования — разработка кинематических схем механизмов, воспроизводящих требуемый закон движения. При этом, конечно, учитываются и некоторые вопросы, связанные со вторым и третьим этапами проектирования, как, например, наличие у механизма необходимого коэффициента полезного действия, возможность изготовления его деталей на современном станочном оборудовании, возможность сборки механизма и т. д.

САПР создается как иерархическая система, реализующая комплексный подход к автоматизации на всех уровнях проектирования. Блочно-модульный иерархический подход к проектированию сохраняется при применении САПР. Так, в технологическом проектировании механосборочного производства обычно включают подсистемы: структурного, функционально-логического и элементного проектирования (разработка принципиальной схемы технологического процесса, проектирование технологического маршрута, проектирование операции, разработка управляющих программ для станков с ЧПУ). Возникает необходимость обеспечения комплексного характера САПР, т. е. автоматизации на всех уровнях проектирования. Иерархическое построение САПР относится не только к специальному программному обеспечению,

1°. Проектирование механизмов представляет собой сложную комплексную проблему, решение которой может быть разбито на несколько самостоятельных этапов. Первым этапом проектирования является установление кинематической схемы механизма, которая обеспечивала бы требуемый вид и закон движения. Вторым этапом проектирования является разработка конструктивных форм механизма, обеспечивающих его прочность, долговечность, высокий коэффициент полезного действия и т. д. Третьим этапом проектирования является разработка технологических и технико-экономических показателей проектируемого механизма, определяемых эксплуатацией в производстве, ремонтом и т. д.

В теории механизмов в основном излагаются методы, с помощью которых может быть разрешен первый этап проектирования -^- разработка кинематических схем механизмов, воспроизводящих требуемый закон движения. При этом, конечно, учитываются и некоторые вопросы, связанные со вторым и третьим этапами проектирования, как, например, наличие у механизма необходимого коэффициента полезного действия, возможность изготовления его деталей на современном станочном оборудовании, возможность сборки механизма и т. д.

В процессе технологической подготовки производства решаются задачи: технологического проектирования — разработка технологических процессов, маршрутных карт и т. п.; нормирования — расчеты трудоемкости операций и материалоемкости деталей; конструирования и производства основного и вспомогательного оборудования и технологической оснастки.

В последнее время у гидростроителей появились новые возможности. Успехи в методах проектирования, разработка новых строительных материалов, углубленное понимание процессов, протекающих при эксплуатации плотины — основного сооружения гидроэлектрической станции,— дали возможность приступить к строительству самых монументальных сооружений нашего века — высотных плотин, которые позволят использовать энергию ранее неприступных водных потоков. В 1961 году в Швейцарии была построена первая такая высотная плотина для электростанции Гранд-Дискенс. Ее высота превышала высоту девяностоэтажного дома.

Выбор технологической схемы машины является важнейшим этапом проектирования. Разработка этой схемы базируется на принятом машинном технологическом процессе. Кроме того, существенное значение имеют:

Объектно-ориентированные подсистемы САПР АЛ осуществляют проектирование узла, механизма и средств технологического оснащения АЛ на определенной стадии проектирования (разработка технического предложения, технического и рабочего проекта).

Разработка алгоритмов и программ проектирования представляет собой по существу создание информационных систем, изоморфных реальным процессам проектирования, а цифровое описание объектов проектирования изоморфно реально существующим или создаваемым конструкциям. При разработке основных положений и правил теории автоматизированного проектирования по возможности сохраняется принцип максимальной естественности и подобия реальным процессам восприятия образов и проектирования.

Из-за недостаточного внимания к вопросу, несмотря на разрозненные усилия отдельных специалистов, разработка новых способов преобразования движений механизмами занимает в публикуемых исследованиях незаслуженно скромное место, а число предложенных за последние десятилетия оригинальных кинематических схем остается незначительным. Мы усматриваем в этом одну из главных причин периодически возникающих несоответствий между требованиями усложнившихся задач и отстающими возможностями проектирования.