Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Уральский Федеральный университет им. Б.Н. Ельцина «УПИ»

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

1111111111.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.03.2025

Размер:

2.09 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 112 3 4 5 6 7 8 9 10 11 > Следующая >>>

1.2. Определение числа ступеней

После определения располагаемого теплоперепада на турбину определяем число ступеней, задавшись средней величиной коэффициента нагрузки и окружной скоростью на среднем диаметре последней ступени, исходя из рекомендованного диапазона: , .Тогда:

Округляем число ступеней до .

Для первой ступени примем несколько больший теплоперепад для значительного снижения температуры газа перед остальными ступенями.

Исходя из конструктивных соображений, с целью уменьшения нагрузки на ступени: кДж/кг; кДж/кг, кДж/кг; ; кДж/кг.

1.3. Выбор осевой скорости, углов и реактивности ступеней

Принимаем осевую составляющею скорости выхода газа из ступени с увеличением от первой ступени к последней:

;

; ; ; .

Принимаем угол выхода потока из сопел с увеличением от первой ступени к последней:

;

; ; ; ;

Принимаем степень реактивности на среднем диаметре с увеличением от первой ступени к последней:

;

; ; ; .

1.4. Выбор схемы проточной части

Примем схему проточной части турбины с постоянным корневым диаметром.

Коэффициент скорости .

Оптимальное значение характеристического коэффициента последней ступени:

;

где ₁=(22…28) для последней ступени.

Окружная скорость на среднем диаметре последней ступени:

;

Расход газа через турбину:

;

Средний диаметр последней ступени:

Высота рабочей лопатки последней ступени:

Корневой диаметр проточной части:

. Принимаем 0,720 м.

1.5. Газодинамический расчет ступеней по среднему диаметру

В газодинамическом расчёте ступеней по среднему диаметру определяются основные размеры каждой ступени, высоты сопловых и рабочих лопаток, углы выхода потока из лопаточных венцов и параметры потока в межвенцовых зазорах каждой ступени на среднем диаметре. Результаты расчета сведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Газодинамический расчет ступеней по среднему диаметру

№ п/п	Наименование величины	Обозначение	Формула	Размер- ность	Ступень 1	Ступень 2	Ступень 3	Ступень 4
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	КПД ступени	_ст	Принимаем	-	0,89	0,91	0,92	0,92
2	Показатель адиабаты	К	Принимаем	-	1,308	1,298	1,288	1,274
3	Параметр	m	k-1/k	-	0,235	0,230	0,224	0,215
4	Теплоёмкость газа	С_PT	R/m	кДж/кгК	1,244	1,276	1,310	1,362
5	Адиабатический теплоперепад ступени	h_ст^ад	Из п.1.2	кДж/кг	174,21	163,15	163,15	163,15
6	Полная температура за ступенью	Т₂^*		К	998,4	882,1	767,5	657,3
7	Полное давление за ступенью	Р₂^*		МПа	0,827	0,457	0,233	0,106
8	Полное давление перед ступенью	Р₀^*	Из нач. условий	МПа	130,0	167,4	204,8	242,2
9	Полная температура перед ступенью	Т₀^*	Из нач. условий	К	991,6	871,1	751,5	635,8
10	Осевая составляющая скорости за РЛ	С_2а	Из предв. расч.	м/с	0,801	0,431	0,210	0,090
11	Статическая температура за РЛ	Т₂		К	0,357	0,583	1,031	2,039
12	Статическое давление за РЛ	Р₂		МПа	35,958	35,958	35,958	35,958
13	Удельный объем РЛ	₂		м³/кг	0,099	0,125	0,181	0,303
14	Ометаемая площадь на выходе из РЛ	F_2а		м²	174,21	163,15	163,15	163,15

Продолжение табл. 1.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9
15	Высота рабочей лопатки	l_р		м	0,0412	0,0516	0,0727	0,1154
16	Веерность ступени			-	18,4	14,9	10,9	7,2
17	Окружная скорость на среднем диаметре РЛ	u₂		м/с	286,5	290,4	298,4	314,4
18	Т/дин степень реактивности	_т	Принимаем из предв. расчета	-	0,250	0,300	0,350	0,400
19	Коэффициент скорости		Принимаем из предв. расчета	-	130,7	114,2	106,0	97,9
20	Коэффициент скорости		Принимаем из предв. расчета	-	495,9	463,6	446,7	429,2
21	Адиабатический теплоперепад в СА	h_с^ад		кДж/кг	16,0	20,0	24,0	28,0
22	Скорость газа на выходе из сопел	С₁		м/с	136,7	158,6	181,7	201,5
23	Угол выхода потока из сопел	₁	Принимаем из предв. расчета	град	1024,2	914,2	805,9	699,9
24	Осевая составляющая скорости за СА	C_1а		м/с	0,957	0,550	0,298	0,147
25	Статическая температура за СА	Т₁		К	0,308	0,479	0,780	1,367
26	Статическое давление за СА	Р₁		МПа	0,081	0,109	0,154	0,244
27	Удельный объём за СА	₁		м³/кг	0,0412	0,0516	0,0727	0,1154
28	Ометаемая площадь на выходе из СА	F_1a		м²	18,4	14,9	10,9	7,2

Продолжение табл. 1.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9
29	Высота сопловой лопатки	l_c		М	0,0342	0,0451	0,0627	0,0953
30	Окружная скорость на среднем диаметре СА	u₁		м/с	284,3	288,5	295,1	307,3
31	Коэффициент расхода для СА			-	0,481	0,550	0,616	0,656
32	Окружная проекция абсолютной скорости	С_1u		м/с	476,6	435,6	408,1	379,0
33	Окружная проекция относительной скорости	W_1u		м/с	192,3	147,2	113,0	71,6
34	Угол входа потока на РЛ	₁		град	35,4	47,1	58,1	70,4
35	Скорость выхода потока на РЛ	W₁		м/с	235,9	216,3	214,0	213,8
36	Скорость выхода потока из РЛ	W₂		м/с	360,8	363,3	382,0	400,9
37	Угол выхода потока из РЛ	_		град	21,1	27,4	32,4	37,2
38	Окружная проекция относительной скорости	W_2u		м/с	336,6	322,4	322,4	319,5
39	Окружная проекция абсолютной скорости	C_2u		м/с	50,1	32,0	24,1	5,1
40	Угол выхода потока за РЛ	_		град	68,9	79,2	83,3	88,8
41	Скорость выхода потока	C₂		м/с	139,3	170,4	206,2	242,3
42	Скорость звука в потоке за РЛ	a₂		м/с	611,2	570,6	528,0	483,0

Окончание табл. 1.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9
43	Число Маха за ступенью	M_c2		-	0,228	0,299	0,391	0,502
44	Скорость звука на выходе из СА	a₁		м/с	621,1	584,6	546,8	506,8
45	Число Маха на выходе из СА	M_c1		-	0,798	0,793	0,817	0,847
46	Температура заторможенного потока на РЛ	T_1w^*		К	1046,6	932,5	823,4	716,7
47	Материал	-	Принимаем	-	ЭП539ВД	ЭИ893	ЭИ607	ЭИ607
48	Предел длительной прочности	_^t	Принимаем[2]	МПа	250,0	400,0	450,0	480,0
49	Напряжения растяжения в корне РЛ	_р		МПа	38	48	70	110
50	Коэффициент запаса	n		-	6,6	8,4	6,4	4,4
51	Ширина РЛ на среднем диаметре	B_p^cp		мм	12,37	18,07	25,45	40,38
52	Передний осевой зазор	S₁		мм	4,33	7,23	10,18	16,15
53	Ширина сопел на среднем диаметре	B_c^cp		мм	12,37	18,07	25,45	40,38
54	Задний осевой зазор	S₂		мм	6,50	13,01	18,32	29,07