2.3.2. Расчет второго рабочего колеса

1. Для уменьшения стоимости изготовления целесообразно

во втором колесе параметры лопаточной решетки:

D₁=0,391, β_1л=30,D₂=0,731, β_2л=45принять такими же, как у первого колеса.

Это приведет к одинаковым в обоих колесах значениям R₀, R_л, τ₁, τ₂, u₁.

2.

где j = 2 – номер второй ступени.

Т₂ = Т_н + ΔТ_н-2 = 288 + = 312,536К.

3. Степень сжатия газа в сечении 2-2:

ε₂ = (Т₂/Т_н)^(σ-1) = (312,536 /288)^(3,581077-1) = 1,234

4. Плотность газа в сечении 2-2:

ρ₂ = ρ_н · ε₂ = 34,57577 · 1,234 = 42,699 кг/м³

5. Давление газа в сечении 2-2:

П₂ = (Т₂/Т_н)^σ = (312,536/288)^3,581077 = 1,34015

p₂ = p_н · П₂ = 4,5 · 1,34015 = 6,0307 МПа.

6. Ширина рабочего колеса в сечении 2-2:

b₂ = V_нр/(π · D₂ · τ₂ · ε₂ · φ_2r · u₂) =

= 5,34511/(3,14 · 0,731 · 0,956 · 1,234 · 0,24 · 202,897) = 0,0405368 м.

Принимаем b₂ = 0,040м

Относительная ширина рабочего колеса:

= b₂/ D₂ = 0,040/0,731 = 0,0547

9. Предварительно задаем скорость при входе на лопатки второго колеса

такую же как в первом колесе (см п.18 подраздела 2.3.1)

с₁ = 67,083 м/с

10. Температура газа в сечении 1-1:

Для расчета используем температуру газа в сечении 2-2 первого колеса

(п.33 подраздела 2.3.1) Т_2,j=1 = 297,750 К

11.Степень сжатия в сечении 1-1:

ε₁ = (Т₁/Т_н)^{(σ - 1)} = (/288)^{(3,581077 – 1)} = 1,1275

12. Плотность и давление газа в сечении 1-1:

ρ₁ = ρ_н · ε₁ = 34,57577 · 1,1275= 38,9866 кг/м³,

p₁ = ρ₁·z·R·T₁ · 10^-6 = 38,9866 · 0,91 · 496,6 ·301,713· 10^-6 = 5,315 МПа.

13. Ширина рабочего колеса в сечении 1-1:

b₁ = V_нр/(π · D₁ · c₁ · τ₁ · ε₁) =5,34511/(3,14 · 0,391 · 67,083 · 0,885 · 1,1275) = 0,06503 м

13. Уточненное значение скорости газа в сечении 1-1:

14. Угол входа потока газа в относительном движении на лопатки

колеса в сечении 1-1

β₁ = arctg(c₁/u₁) = arctg(/108,144) = 30,97º

15. Угол атаки при входе в рабочее колесо:

i = β_1л - β₁ = 30º – 30,97º= -0,97º

Угол i не превышает допустимого значения 3º

16. Абсолютная скорость газа на входе в колесо:

с₀ = (с₁ · τ₁)/ К_с = (64,92637 · 0,885)/0,95 = м/с

17. Температура газа в сечении 0-0:

Т₀ = Т_2-1 + А(с₂₁² – с₀₁²)/2 =297,750+ 0,000523(140,205² – 60,48403²)/2 = 301,933 К

18. Степень сжатия газа в сечении 0-0:

ε₀ = (Т₀/Т_н)^(σ-1) = (301,933/288)^(3,581077-1) = 1,12969

19. Плотность и давление газа в сечении 0-0:

ρ₀ = ρ_н · ε₀ = 34,57577 · 1,12969= 39,06011 кг/м³,

p₀ = ρ₀·z·R·T₀ · 10^-6 = 39,06011 · 0,91 · 496,6· 301,933 · 10^-6 = 5,32957 МПа.

20. Диаметр рабочего колеса второй ступени в сечени 0-0:

21.Коэффициент трения дисков рабочего колеса о газ:

22.Коэффициент протечек газа:

Тип и размеры выбираем такими же как у первого рабочего колеса:

S=0,8м,,

23.

2.3.2. Расчет третьего рабочего колеса

1. Для уменьшения стоимости изготовления целесообразно

во втором колесе параметры лопаточной решетки:

D₁=0,391, β_1л=30,D₂=0,731, β_2л=45принять такими же, как у первого колеса.

Это приведет к одинаковым во всех колесах значениям R₀, R_л, τ₁, τ₂, u₁.

2.

где j = 3 – номер третьей ступени.

Т₂ = Т_н + ΔТ_н-2 = 288 + 39,322 = 327,322 К.

3. Степень сжатия газа в сечении 2-2:

ε₂ = (Т₂/Т_н)^(σ-1) = (327,322/288)^(3,581077-1) = 1,39143

4. Плотность газа в сечении 2-2:

ρ₂ = ρ_н · ε₂ = 34,57577 · 1,39143 = 48,10997 кг/м³

5. Давление газа в сечении 2-2:

П₂ = (Т₂/Т_н)^σ = (327,322/288)^3,581077 = 1,58141

p₂ = p_н · П₂ = 4,5 · 1,58141 = 7,11636 МПа.

6. Ширина рабочего колеса в сечении 2-2:

b₂ = V_нр/(π · D₂ · τ₂ · ε₂ · φ_2r · u₂) =

= 5,34511/(3,14 · 0,731 · 0,956 · 1,39143 · 0,24 · 202,897) = 0,03595 м.

Принимаем b₂ = 0,036 м

Относительная ширина рабочего колеса:

= b₂/ D₂ = 0,036/0,731 = 0,04924

9. Предварительно задаем скорость при входе на лопатки третьего колеса

такую же как во втором колесе (см п.18 подраздела 2.3.1)

с₁ = м/с

10. Температура газа в сечении 1-1:

Для расчета используем температуру газа в сечении 2-2 второго колеса

(п.33 подраздела 2.3.1) Т_2,j=2 = 312,536

К

11.Степень сжатия в сечении 1-1:

ε₁ = (Т₁/Т_н)^{(σ - 1)} = (/288)^{(3,581077 – 1)} = 1,27654

12. Плотность и давление газа в сечении 1-1:

ρ₁ = ρ_н · ε₁ = 34,57577 · 1,27654= 44,137 кг/м³,

p₁ = ρ₁·z·R·T₁ · 10^-6 = 44,137· 0,91 · 496,6 ·316,574· 10^-6 = 6,3144 МПа.

13. Ширина рабочего колеса в сечении 1-1:

b₁ = V_нр/(π · D₁ · c₁ · τ₁ · ε₁) =5,34511/(3,14 · 0,391 · 64,92637 · 0,885 · 1,27654) = 0,059354 м

13. Уточненное значение скорости газа в сечении 1-1:

14. Угол входа потока газа в относительном движении на лопатки

колеса в сечении 1-1

β₁ = arctg(c₁/u₁) = arctg(64,92658/108,144) = 30,979º

15. Угол атаки при входе в рабочее колесо:

i = β_1л - β₁ = 30º – 30,979º= -0,979º

Угол i не превышает допустимого значения 3º

16. Абсолютная скорость газа на входе в колесо:

с₀ = (с₁ · τ₁)/ К_с = (· 0,885)/0,95 = 60,484 м/с

17. Температура газа в сечении 0-0:

Т₀ = Т_2-2 + А(с₂₁² – с₀₁²)/2 =312,536+ 0,000523(140,205² – 60,484²)/2 = 316,719 К

18. Степень сжатия газа в сечении 0-0:

ε₀ = (Т₀/Т_н)^(σ-1) = (316,719/288)^(3,581077-1) = 1,27806

19. Плотность и давление газа в сечении 0-0:

ρ₀ = ρ_н · ε₀ = 34,57577 · 1,27806 = 44,190 кг/м³,

p₀ = ρ₀·z·R·T₀ · 10^-6 = 44,190 · 0,91 · 496,6· 316,719 · 10^-6 = 6,3248 МПа.

20. Диаметр рабочего колеса второй ступени в сечени 0-0:

21.Коэффициент трения дисков рабочего колеса о газ:

22.Коэффициент протечек газа:

Тип и размеры выбираем такими же как у первого и второго рабочего колеса:

S=0,8м,,

23.

24.Среднее значение для трех колес:

25.Среднее значение не должно значительно превышать заданного 1,05.

В расчете 1,0312.

Результаты расчета заносим в таблицу 7.

Таблица 7

Характеристики рабочих колес.

№ ступени
1	0,73	0,390	0,391	0,21	0,048	0,0742	62,847	67,083
2	0,73	0,390	0,379	0,21	0,040	0,0650	60,484	64,9263
3	0,73	0,390	0,363	0,21	0,036	0,0569	60,484	64,9265

Продолжение табл. 7

№ ступени
1	140,205	287,071	286,927	297,750	4,447		4,903
2	140,205	301,933	301,713	312,536	5,3295	5,315	6,0307
3	140,205	316.719	316,574	327,322	6,3248	6,685	7,116

Окончание табл. 7

№ ступени
1	34,288		37,678
2	39,060	38,986	42,699
3	44,190	45,991	48,109