4. Оценка размеров выходного диффузора, входного и выходного патрубков
Входной патрубок обеспечивает подвод рабочего тела к первой ступени турбины. Поток поворачивает в нём и разгоняется от скорости Спатр до скорости С0 . Главное требование к нему – ускорение потока, поворот без вихреобразований, равномерный подвод среды по окружности и по радиусу как по величине, так и направлению скорости. Расчёт входного патрубка представлен в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Определение размеров входного патрубка
№ п/п |
Наименование величины |
Обозна-чение |
Формула |
Размер-ность |
Значение |
1 |
Скорость потока в патрубке |
Спатр |
Принимаем |
м/с |
50 |
2 |
Полная температура газа перед турбиной |
Т0* |
Задается |
К |
1123 |
3 |
Полное давление газа перед турбиной |
Р0* |
Задается |
МПа |
1,45 |
4 |
Газовая постоянная |
R |
Из газодинамического расчёта |
Дж/кгК |
288 |
5 |
Плотность газа перед турбиной |
патр |
Принимаем |
кг/м3 |
4,129 |
6 |
Теплоёмкость газа |
Срт |
Из газодинамического расчёта |
Дж/кгК |
1,244298701 |
7 |
Статическая температура газа перед турбиной |
Т0 |
|
К |
1122,0 |
8 |
Статическое давление газа перед турбиной |
Р0 |
|
МПа |
1,445 |
9 |
Плотность газа перед турбиной (уточнённая) |
патр |
|
кг/м3 |
4,471 |
10 |
Расход газа через турбину |
Gт |
Из предварительного расчёта |
кг/с |
35,96 |
11 |
Диаметр входного патрубка |
dп |
|
м |
0,450 |
За последней ступенью турбины устанавливают диффузор осерадиального типа с поворотным коленом на выходе для уменьшения потерь с выходной скоростью за счет преобразования кинетической энергии потока в давление и увеличения теплоперепада на турбину.
Расчёт диффузора представлен в таблице 4.2.
Таблица 4.2
Расчёт диффузора
№ п/п |
Наименование величины |
Обозна-чение |
Формула |
Размер-ность |
Значение |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
Внутренний диаметр диффузора |
Dд |
Конструктивно |
м |
0,720 |
2 |
Плотность газа за турбиной |
диф |
Из предварительного расчёта |
кг/м3 |
0,499 |
3 |
Скорость газа на выходе из 4-й ступени |
|
Из предварительного расчёта |
м/с |
242,2 |
4 |
Скорость газа на входе в патрубок |
Сд |
Из предварительного расчёта |
м/с |
85 |
Окончание табл. 4.2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
5 |
Ометаемая площадь за последней ступенью |
Fz |
Из газодинамического расчёта |
м2 |
0,303 |
6 |
Ометаемая площадь диффузора на выходе |
Fд |
|
м2 |
0,863 |
7 |
Высота РЛ 4 ступени |
lр4 |
Из газодинамического расчёта |
м |
0,115 |
8 |
Высота канала диффузора на выходе |
lд |
|
м |
0,276 |
9 |
Угол раскрытия диффузора |
|
Принимаем |
град |
24 |
10 |
Длина диффузора |
L |
|
м |
0,755 |
Выходной патрубок предназначен для отвода отработавшего рабочего тела из турбины. Он должен обеспечивать нужную пропускную способность. Расчёт выходного патрубка представлен в таблице 4.3.
Таблица 4.3
Расчёт выходного патрубка
№ п/п |
Наименование величины |
Обозна-чение |
Формула |
Размер-ность |
Значение |
1 |
Ширина выходного патрубка |
b |
Конструктивно |
м |
0,5 |
2 |
Площадь выходного патрубка |
Fвп |
|
м2 |
0,849 |
3 |
Длина выходного патрубка |
а |
|
м |
1,700 |
