2.2.6 Определение параметров потока за лопаточным венцом рабочего колеса на среднем диаметре
Скорость истечения газа из РК в относительном движении при изоэнтропическом расширении газа:
Приведённое
значение изоэнтропической скорости
:
Приведённое значение действительной скорости истечения газа из РК в относительном движении:
где
– коэффициент скорости.
Величина угла выхода потока из рабочего колеса в относительном движении (первое приближение):
где:
Определяем степень конфузорности межлопаточного канала:
Уточняем
значение коэффициента скорости, и
определяем уточненное значение
и угол выхода потока в относительном
движении:
Угол
отставания потока в косом срезе рабочего
венца определяется в зависимости от
и
:
Эффективный угол выхода из решетки:
Оцениваем угол установки γ профиля в решётке :
Хорда профиля лопатки РК в среднем сечении:
Значение оптимального относительного шага решётки РК находим в функции углов β1 и β2 :
Оптимальный шаг решётки РК:
Оптимальное число лопаток в венце:
Полученное число ZЛopt округляется до ближайшего целого числа и вычисляется соответствующий ему шаг topt.
Ширина межлопаточного канала в горле:
Статическая температура на выходе из РК:
Осевые и окружные составляющие относительной скорости на выходе из РК:
Окружная составляющая абсолютной скорости:
Абсолютная скорость за рабочим колесом:
Полная температура на выходе из ступени:
Приведённое значение абсолютной скорости за рабочим колесом:
где π(λС2) = 0,913 – определяем по таблицам ГДФ.
Полное давление потока на выходе из ступени:
Угол выхода потока в абсолютном движении:
Теоретическая работа ступени:
Все величины должны совпадать с точностью до погрешности вычисления.
Мощность, вырабатываемая ступенью:
Окружной КПД ступени:
Где ν – коэффициент использования выходной энергии газа
Используемый теплоперепад:
Потери энергии в сопловом аппарате:
Потери энергии в рабочем колесе:
Потери энергии с выходной скоростью:
Используемый теплоперепад в ступени:
Мощность, вырабатываемая турбиной:
Пример расчёта приведён только для ТВД. Расчёт ТНД и СТ осуществляется аналогично. Все результаты приведены в таблице 2.9.
Таблица 2.9 – Определение параметров потока за лопаточным венцом рабочего колеса на среднем диаметре
Параметр |
Единица измерения |
ТВД |
ТНД |
СТ |
|
1 ступень |
2 ступень |
||||
w2s |
м/с |
582,029 |
495,224 |
457,495 |
515,238 |
λw2s |
––– |
0,913 |
0,839 |
0,842 |
1,020 |
λw2 |
––– |
0,858 |
0,789 |
0,792 |
0,959 |
Окончание таблицы 2.9
ψрк |
––– |
0,94 |
0,940 |
0,940 |
0,940 |
Р*2w |
кПа |
877,341 |
419,624 |
211,307 |
83,377 |
σрк |
––– |
0,653 |
0,727 |
0,712 |
0,631 |
q(λw2) |
––– |
0,977 |
0,948 |
0,949 |
0,998 |
β2 |
––– |
24,611 |
30,312 |
34,604 |
38,107 |
k |
––– |
1,919 |
1,570 |
1,386 |
1,523 |
ψрк |
––– |
0,970 |
0,970 |
0,955 |
0,955 |
λw2 |
––– |
0,885 |
0,814 |
0,804 |
0,974 |
q(λw2) |
––– |
0,985 |
0,960 |
0,955 |
0,999 |
β2 |
––– |
24,394 |
29,906 |
34,357 |
38,054 |
δβ |
––– |
0,800 |
1,100 |
1,400 |
0,100 |
β2эф |
––– |
23,594 |
28,806 |
32,957 |
37,954 |
γ |
––– |
64,000 |
61,000 |
64,000 |
57,000 |
bрк |
м |
0,031 |
0,046 |
0,038 |
0,058 |
Врк ср |
м |
0,027 |
0,041 |
0,034 |
0,049 |
t--opt |
м |
0,700 |
0,720 |
0,710 |
0,750 |
topt |
––– |
0,021 |
0,033 |
0,027 |
0,043 |
zлopt |
––– |
80,612 |
57,198 |
152,191 |
93,602 |
z'лopt |
––– |
81,000 |
57,000 |
152,000 |
94,000 |
t'opt |
м |
0,021 |
0,034 |
0,027 |
0,043 |
a2opt |
––– |
0,009 |
0,016 |
0,015 |
0,027 |
T2 |
К |
1212,283 |
1040,587 |
886,044 |
732,640 |
w2 |
м/с |
564,568 |
480,368 |
436,908 |
492,052 |
w2a |
м/с |
233,060 |
239,389 |
246,456 |
303,172 |
w2u |
м/с |
514,218 |
416,468 |
360,760 |
387,559 |
c2 |
м/с |
246,569 |
248,589 |
246,463 |
304,516 |
T2* |
К |
1235,964 |
1065,869 |
912,445 |
772,944 |
λ2 |
––– |
0,402 |
0,435 |
0,468 |
0,628 |
π(λ2) |
––– |
0,913 |
0,898 |
0,882 |
0,795 |
P2* |
кПа |
941,408 |
458,143 |
235,331 |
102,281 |
α2 |
––– |
70,982 |
74,402 |
89,630 |
84,657 |
Ltu |
кДж/кг |
275,971 |
193,601 |
169,982 |
167,560 |
Ltu |
кДж/кг |
275,971 |
193,601 |
169,982 |
167,560 |
Ltu |
кДж/кг |
275,971 |
193,601 |
169,982 |
167,560 |
N |
МВт |
12,756 |
8,995 |
8,076 |
7960,783 |
ηu |
––– |
0,901 |
0,886 |
0,869 |
0,843 |
L*ст |
кДж/кг |
277,048 |
195,855 |
172,563 |
174,247 |
ΔLrca |
кДж/кг |
14,257 |
11,439 |
12,344 |
18,929 |
ΔLrрк |
кДж/кг |
9,931 |
7,227 |
7,175 |
17,764 |
T'2s |
К |
1204,611 |
1034,957 |
880,300 |
720,500 |
ΔLrвс |
кДж/кг |
30,398 |
30,898 |
30,372 |
31,500 |
L*ст |
кДж/кг |
276,050 |
193,621 |
170,014 |
167,575 |