1.3.2. Расчет размеров основных элементов проточной части турбины
В ходе теплового расчета турбины были определены высоты сопловых каналов lc и рабочих лопаток lл. Все остальные размеры можно определить используя следующие рекомендации.
Ширину
сопел
(длину соплового канала) принимают в
зависимости от среднего диаметра
соплового кольца:
при
,
при
,
при
.
Шаг
разбивки сопел
для залитых в диафрагму сопловых
перегородок
,
для фрезерованных сопел
.
Число сопел определяют по формуле
,
(92)
где – коэффициент загромождения решетки, принимаемый в пределах 0,9…0,92.
Найденное
значение
округляют до целого числа и по нему
вносят коррективы в шаг разбивки сопел.
Ширину рабочих и направляющих лопаток
и
реактивных турбин принимают в зависимости
от высоты лопаток
в пределах
.
При этом меньшие значения относятся к первым ступеням турбины, а большие – к последующим.
При
степени реактивности
= 0,5 по всем ступеням ширину рабочих и
направляющих лопаток принимают равными
между собой.
Шаг
разбивки рабочих лопаток в предварительных
расчетах можно принимать в пределах
.
Число рабочих лопаток определяют по формуле
,
(93)
где – коэффициент загромождения рабочей решетки, принимаемый в пределах 0,9…0,92.
Вычисленное
значение
округляется до целого числа и по нему
уточняется значение
.
Радиальные
зазоры
в реактивных турбинах принимают равными
меньше значения относятся к первым
ступеням, а большие – для последующих.
Осевые зазоры в реактивных турбинах принимают в зависимости от высоты лопаток:
При
;
При
;
При
.
1.4. Расчет турбины компрессора
Турбина компрессора предназначена для обеспечения работы по сжатию воздуха в компрессорной части агрегата. Она работает под действием энергии потока газовой смеси, поступающей из камеры сгорания.
Газы входят в сопловой аппарат турбины с параметрами точки 3 тепловой схемы.
Начальное
давление газа
;
Начальная
температура газа
;
Энтальпия
.
Секундный
расход газа равен
,
адиабатный теплоперепад, срабатываемый
в турбине
,
принимается из выполненного расчета
тепловой схемы.
Частота
вращения вала турбины принимается в
пределах
.
В курсовом проекте проводится определение числа ступеней компрессорной турбины и тепловой расчет первых двух ступеней.
Число
ступеней турбины определяется по формуле
(49), где
теплоперепад, срабатываемый в одной
ступени, принимают в пределах
,
- работа адиабатного расширения газа в компрессорной турбине (23).
Вычисленное
значение числа ступеней
округляется до целого числа и проводится
уточнение величины
.
Дальнейший расчет проводится по методике, примененной при расчете пропульсивной турбины с учетом, что компрессорная турбина имеет степень реактивности = 0 (активная турбина). Срг брать по (29).
При
этом нужно иметь в виду, что расширение
газа в рабочем колесе отсутствует.
и
.
Давление газа в рабочих каналах остается
равным давлению за соплами
.
Рабочее колеса имеет симметричные
профили лопаток, при которых
.
Строится треугольник скоростей при
и
.
При определении окружной скорости величину безразмерной характеристики в формуле (60) принять равной 0,45…0,48.
По треугольнику скоростей определяется значение и .
Относительную скорость выхода газов из рабочего колеса для активных ступеней определяют по формуле
,
(94)
где
–
скоростной коэффициент рабочих каналов.
Потери теплоты для активной ступени определяются по формуле
.
(95)
Полученное
значении потерь
откладывается вверх по адиабате от
точки 1 и на изобаре
отмечается точка 2 рабочего процесса
ступени.
Далее
определяются величины потерь на
преодоление сопротивлений на трение и
вентиляцию по формуле (81), и от утечек
газа по формуле (83). Полученные значения
откладываются по адиабатам, и определяется
положение точки 3.
Точка 3
соответствует параметрам газа на выходе
из первой ступени турбины. Определяются
по формуле (79) работа на окружности
рабочего колеса
,
по формуле (80) – окружной КПД
.
По формуле (85) рассчитывается внутренняя
работа ступени
и внутренний КПД по формуле (96).
.
(96)
Расчет размеров проточной части турбины ведется по вышеизложенной методике.
При этом ширину рабочих лопаток принимают равными
.
(97)
Шаг разбивки лопаток по среднему диаметру определяют по формуле
. (98)
Определяется количество лопаток по формуле (93), полученное значение округляется до целого и затем проводится уточнение .
Радиальные
зазоры
между корпусом и рабочими лопатками
принимают.
.
(99)
Основные зазоры принимают в зависимости от высоты лопаток:
При
;
;
;
(101)
;
.