Расчёт воздухосборной улитки
Определяется радиус входного сечения улитки:
где 360 – однозаходная улитка; 180 – двухзаходная улитка.
Определяется радиус поперечного сечения выходного диффузора
где
= 5…10
– расширение выходного диффузора;
–
длина выходного диффузора.
Показатель степени в уравнении политропного сжатия в улитке определяется по формуле:
Определяется скорость воздуха на выходе из улитки: для однозаходной
Где
Проверка
Определяются температура и давление воздуха на выходе из улитки:
Определяется плотность воздуха на выходе из улитки:
Отличие
Определяется степень повышения давления в компрессоре:
Анализ основных параметров ступени компрессора по результатам расчёта
Внутренняя мощность, потребляемая ступенью компрессора, определяется по формуле:
где
– внутренний напор рабочего колеса
компрессора.
Определяется частота вращения ротора компрессора:
Раздел 4. Тепловой расчёт одноступенчатой газовой турбины осевого типа.
Исходные данные для расчёта газовой турбины:
-
Расход газа через турбину
-
Давление газа перед соплами
-
Статическая температура газа перед
соплами
-
Давление газа за рабочими лопатками
турбины
-Частота
вращения турбокомпрессора
1. Определяется фактический расход газа через турбину с учётом утечек газа и воздуха через не плотности:
где
2. Определяется необходимая адиабатическая работа расширения газа в турбине, отнесённая к 1 кг газа:
Где
принимаем равной внутреннему напору
колеса компрессора
3. Давление газов перед турбиной определяется выражением:
где
показатель адиабаты отработавших газов;
температура
отработавших газов.
4. Плотность отработавших газов перед турбиной:
5. Давление полного торможение отработавших газов перед турбиной:
где
средняя скорость газа перед сопловой
решёткой турбины, м/с.
6. Средняя изобарная теплоёмкость отработавших газов, в зависимости от их температуры:
7. Входная энергия в соплах:
8. Температура полного торможения отработавших газов на входе в турбину:
9. Полный изоэнтропийный теплоперепад в турбине:
10. Изоэнтропийный теплоперепад в турбине:
11. Изоэнтропийный теплоперепад в соплах:
где
– степень реактивности турбинной
ступени, принимаемая в пределах 0,3–0,45.
12. Полный изоэнтропийный теплоперепад в соплах:
13. Действительная абсолютная скорость выхода из сопел:
где
коэффициент скорости в сопловых решётках.
14. Потеря энергии в сопловых решётках:
15. Температура в конце изоэнтропийного процесса расширения в соплвых решётках:
16. Температура в конце действительного процесса расширения в сопловых решётках:
17. Давление газа за сопловой решёткой:
18. Удельный объём газа за соплами:
19. Средний диаметр турбиной ступени:
20.
Отношение среднего диаметра турбины
к наружному диаметру рабочего колеса
компрессора
составляет
.
Окружная скорость на среднем диаметре колеса турбины:
21. Оптимальное значение скоростной характеристики ступени:
где
угол
выхода газа из направляющих лопаток.
22. Фактическое значение скоростной характеристики ступени:
23. Высота сопловых лопаток:
где
парциальность
впуска, рекомендуемое значение 1.
24. Количество сопловых лопаток:
где
шаг
сопловых лопаток турбины, выбираемый
равным 30 – 35 мм.
Высота рабочих лопаток турбины:
где
– при
высоте
менее 100 мм;
при
высоте
от 100 до 200 мм.
26. Количество рабочих лопаток:
где
шаг
рабочих лопаток, выбираемый равным
мм.
27. Диаметр корневого сечения рабочих лопаток:
28. Степень реактивности в корневом сечении лопаток:
29. Относительная скорость входа газа на рабочие лопатки:
30. Угол входа газа на рабочие лопатки:
31. Входная энергия рабочих лопаток:
32. Изоэнтропийный теплоперепад на рабочих лопатках:
33. Полный изоэнтропийный теплоперепад на рабочих лопатках:
34. Температура полного торможения в конце действительного расширения в соплах:
35. Температура газа в выходном сечении рабочих лопаток:
где
– коэффициент скорости в рабочей
решётке.
36. Относительная скорость выхода газа из рабочих лопаток:
37. Удельный объём газа на выход из рабочих лопаток:
38. Угол выхода газа из рабочих лопаток:
39. Пропускная способность газовой турбины:
40. Проекция абсолютной скорости выхода газа на окружное направление:
41. Проекция абсолютной скорости выхода газа на осевое направление:
42. Абсолютная скорость выхода газа из рабочих каналов:
43. Угол выхода абсолютной скорости из рабочей решётки:
44. Потеря энергии в рабочей решётке:
45. Потеря энергии с выходной скоростью:
46. Окружной КПД ступени газовой турбины ТК:
Разность по окружному КПД ступени посчитанная по приведённым формулам, не должна превышать 1 %.
47. Потеря мощности на трение и вентиляцию:
48. Потеря энергии от утечек в радиальных зазорах рабочих лопаток:
где
– радиальный зазор рабочих лопаток.
49. Масса рабочей среды, протекающей через радиальный зазор рабочих лопаток:
50. Расход рабочей среды через рабочие лопатки:
51. Истинный угол выхода газа из рабочих лопаток:
52.
С истинным углом выхода газа из рабочих
лопаток
повторим расчёт параметров:
53. Угол выхода абсолютной скорости из рабочей решётки:
54. Потеря энергии с выходной скоростью:
55. Эффективный КПД газовой турбины:
где
механический
КПД турбокомпрессора.
56. Эффективная мощность газовой турбины:
