3.3.2. Термогазодинамічний розрахунок осьового ступеня турбіни з дифузором

21. Адіабатний перепад ентальпій у дифузорі, h_ад,, Дж/кг

(0,05…0,1) ´

178563*0,06

10713,8

22. Наявний теплоперепад ступеня з дифузором, , Дж/кг

´+ h_ад

178563+10713,8

189276,8

23. Теоретична швидкість за сопловими каналами, відповідна наявному теплоперепаду ступеня, , м/с

(2*189276,8)^0,5

615,27

24. Віяловість ступеня,

Приймається 4…6, або згідно прототипу та уточнюється після обчислення довжини робочої лопатки

4,8

25. Міра реактивності ступеня в кореневому перерізі,

Приймається 0,03…0,05

0,03

26. Міра реактивності

ступеня на середньому діаметрі,

0,03+(2*4,8-1)/4,8^2

0,4

27. Кут виходу потоку із соплової решітки,

, град.

Приймається 14…18

16

28. Швидкісний коефіцієнт соплової решітки,

Приймається 0,95…0,98

0,98

29. Наявний тепло перепад в соплових каналах,

´, Дж/кг

´

189276,8*(1-0,4)

113566,1

30. Швидкість виходу потоку із соплової решітки,

, м/с

0,98*(2*113566,1)^0,5

467,05

31. Характеристика

ступеня,

0,98*0,961/(2*(1-0,4)^0,5)

0,60792

32. Колова швидкість на середньому діаметрі,

, м/с

615,27*0,60792

374,0

33. Середній діаметр

ступеня, , м

374,03494/(3,14*158)

Примітка:

0,75390

=0,856

D_2K

34. Уточнення температури робочого тіла за ступенем,

´

678-189276,8/1090

504,35

35. Статичний тиск за ступенем турбіни з дифузором, Р_2д, МПа

0,301*(1-189276,8/(1090*678))^ (1/0,265)

0,09855

36. Густина потоку за ступенем турбіни з дифузором, , кг/м³

=

0,09855*10^6/(292,03*504,35)

0,6691

37. Втрати енергії в

соплових каналах,

, Дж/кг

(1-0,98^2)* 113566,1

4497,22

38. Статичні параметри робочого тіла за сопловою решіткою:

тиск, , МПа

температура, , К

густина,

0,301*(1-113566,1/

(1090*678))^(1,359/(1,359-1))

678-467,05^2/(2*1090)

0,160*10^6/(292,03*577.94)

0,160

577,94

0,949

39. Швидкість звуку на виході з соплової решітки, , м/с

(1,359*292,03*577,94

)^0,5

478,9221

40. Число Маха на виході з соплових каналів,

467,05/478,9221

0,975211

41. Довжина вихідної

кромки соплових лопаток,

, м

39,515/(3,14*0,754

*467,05*0,2756*0,949)

0,1366319

42. Кут розкриття проточної частини,

Приймається 4…18

8

43. Осьовий зазор у

ступені, S, м

Приймається 0,003…0,010

0,01

44. Ширина соплових

лопаток, , м

В_С = l_C/( l_C/ В_С) = 0,137/3,0

Рис. 1Д

0,0457

45. Відношення довжини до ширини робочих лопаток,

Рис. 1Д

або береться 2,5…4,0

3.8

46. Ширина робочих

лопаток, , м

В_P = l_P/( l_P/ В_P)

0,15/3,8

0,039

47. Радіальний зазор, , м

Приймається

(0,005…0,010)∙

0,1∙10^-3

48. Довжина вихідної кромки робочих лопаток, , м

З ескізу проточної частини

(див. рис. 4Д)

l_P = l_C+2 (В_P+S) tgγ_n

0,137+2*(0,039+0,014)*0,141

0,152

49. Віяловість ступеня,

0,754/0,152

4,960526

50. Кут установи соплових лопаток, , град

(рис. 2Д)

35

51. Хорда профілю соплової лопатки, , м

0,0457/0,574

0,0796167

52. Відносний крок соплової решітки,

Приймається 0,75…0,90

0,8

53. Відносна швидкість входу потоку на робочі

лопатки, , м/с

(467,05^2+374,0^2-2*374,0*467,05*0,961)^0,5

149,2752

54. Кут входу потоку на робочі лопатки у відносному русі, , град

arcsin(467,05*0,2756/149,2752)= arcsin(0,86229313)

59.57

55. Швидкісний коефіцієнт робочої решітки,

Приймається 0,94…0,96

0,96

56. Ізоентропійний

теплоперепад у робочій решітці, , Дж/кг

189276.8*0,4

75710.72

57. Наявний теплоперепад у робочій решітці, , Дж/кг

75710.72+149,2752^2/2

86923,5427

58. Відносна швидкість

виходу потоку з робочих каналів, , м/с

0,96*(2*86923,5427)^0,5

400,27175

59. Втрати енергії у

робочому каналі, , Дж/кг

(1-0,96^2)* 86923,5427

6814,8057

60. Статичні параметри потоку на виході з робочих каналів:

температура,

густина,

577,94-(400,27175^2-149,2752)/(2*1090)

0,09855*10^6/(292,03*504,51422

)

504,51422

0,66889161

61. Швидкість звуку на виході з робочих каналів, , м/с

(1,359*292,03*504,51422

)^0,5

447,46613

62. Число Маха на виході з робочої решітки,

400,27175/447,46613

0,8945297156

63. Кут виходу потоку з робочої решітки, , град

Arcsin(39,515/(3,14*0,754*400,27175*0,66889161*0,152))=

arcsin(0,41011600279)

24.2

64. Кут установки профілів робочої решітки, , град

= f( - )

f(59,6-24,2)= f(35.4

(рис. 2Д)

50

65. Хорда профілю робочих лопаток, , м

0,039/0,766

0,050914

66. Відносний крок робочої решітки,

0,4*0,4+0,6

0,76

67. Абсолютна швидкість виходу потоку з робочої решітки, , м/с

(400,27175^2+374,0^2-2*374,0*400, 27175*0,912)^0,5

160,240675

68. Втрати енергії з

вихідною швидкістю,

, Дж/кг

160,240675^2/2

12838,536962

69. Кут виходу потоку зі ступеня, , град

arccos(400,27175*0,912-374,0)/ 160,240675=

Arcos(-0,03458)

у випадку значного (більше 5…10°) відхилення від 90° змінити кут або

86.7896

70. Колові складові

абсолютних швидкостей:

за сопловою решіткою,

, м/с

за робочою решіткою,

, м/с

467,05*0,961

160,240675*(-0,03458)

448,835

-5,541123

71. Колова робота ступеня, , Дж/кг

374,0*(448,835

-5,541123)

165791,909998

72. Коловий ККД ступеня за кінематичними параметрами,

´

165791,909998/189276,8

0,875923

73. Коловий ККД ступеня за коловими втратами,

(189276,8-4497,22-6814,8057-12838,536962)/ 189276,8

Таким чином, забезпечується умова

0,8724061

74. Радіальний зазор, , мм

Приймається 0,5…1,0

0,8

75. Відносна величина радіального зазору, = /

0,0008/0,152

0,0052632

76. Число виступів радіального лабіринтового ущільнення, Z

За відсутністю лабіринтів Z = 1

1

77. Міра реактивності у периферійному перерізі,

1-(1-0,4)*( 4,96/(4,96+1))^2

0,5845

78. Витоки через периферійний радіальний зазор лопаток,

0,15*615,27*3,487*0,0052632*0,875923*0,5845^0,5/(400,27175*0,410)

0,006911593872

79. Середня густина

потоку в робочих каналах,

0,5*(0,949+0,66889161)

0,80894581

80. Коефіцієнт

конструктивного

оформлення ступеня,

Приймається (0,55…0,90)

0,7∙10^-3

81. Втрати від тертя

диска об робоче тіло,

0,0007*0,754*0,80894581*0,60792^3/(0,137*0,276*0,949)

0,0026732049

82. Внутрішній ККД

ступеня,

- -

0, 0,875923-0,006911593872-0,0026732049

0,866338201228

83.Внутрішній тепло-перепад ступеня, h_i . Дж/кг

189276,8*0,866338201228

163977,72244619

84. Внутрішня потужність ступеня, Вт

39,515*163977,72244619

6479579,7024612

85. Механічний ККД

ступеня,

Приймається 0,95…0,99

0,98

86. Потужність турбіни,

кВт

6479579,7024612*0,98/1000

6349,98810

84

87. Оцінка помилки у забезпеченні енергетичного балансу турбокомпресора

(6349,9881084-6139,577)/ 6349,9881084

0,03313566967498 тоб-то не перевищує 3,3 %

88. Ефективний ККД турбіни, _T



0,866338201228*0,98

0,849

89. Відносна потужність турбіни, δ_Т

N_Т//N_е

6349,9881084/18623

0,3409756

74 Температура відпрацьованих газів за ТК:

статична, Т₂, К

повна, Т₂^٭ , К