6. Профилирование лопаток ступеней большой веерности
Профилирование лопаток целесообразно проводить при отношениях среднего диаметра лопаток к длине лопатки, меньших 10 – 15. Проведем профилирование последней лопатки, так как для нее d/l = 2,3< 10 – 15.
Для расчетов использована специальная программа “Profil”. Результаты расчета сведены в таблицу 5. Распечатки программного расчёта даны в приложении Ж.
Исходные данные:
1. Действительная скорость пара на выходе из решетки, с1ср=436 м/с (из таблицы 4);
2. Абсолютная скорость пара на выходе из решетки с2ср= 140 м/с (из таблицы 4);
3. Скорость эквивалентная теплоперепаду в ступени сф с.р.= 558,46 м/с (из таблицы 4);
4. Угол выхода потока пара из решетки 1ср= 13(из таблицы 4);
5. Угол направления абсолютной скорости на выходе из решетки 2ср= 88(из таблицы 4);
6. Степень реактивности ρср= 37% (из таблицы 4);
7. Диаметр ступени dср= 2,03 м (из таблицы 4);
8. Расчетная выходная высота решетки l2ср= 1,11 м (из таблицы 4);
9. Ширина лопатки В = 50 мм (выбрана из конструктивных соображений);
10. Толщина входной кромки лопатки s1= 0.7 мм (выбрана из конструктивных соображений);
11. Толщина выходной кромки лопатки s2= 1 мм (выбрана из конструктивных соображений);
12. Число сечений = 5.
Таблица 5. Результаты расчета лопатки последней ступени ЦСД
|
Сечение Величина |
0 |
0.25∙l2 |
0.5∙l2 |
0.75∙l2 |
1 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 | |
|
Радиус до рассчитываемого сечения лопатки r, м |
0.460 |
0,737 |
1,015 |
1,292 |
1,570 |
|
Окружная скорость лопатки u, м/с |
144,4 |
231,6 |
318,7 |
405,8 |
493,0 |
|
Проекция скорости с1 на окружное направление с1u, м/с |
937,4 |
584,7 |
424,8 |
333,6 |
274,7 |
|
tg1 |
0,105 |
0,168 |
0,231 |
0.294 |
0,357 |
|
Угол выхода потока пара из сопловой решетки 1, град |
5,97 |
9,52 |
13,00 |
16,38 |
19,65 |
|
Абсолютная скорость пара на выходе из сопловой решетки с1, м/с |
942,5 |
592,9 |
436,0 |
347,7 |
291,6 |
|
Разность скоростей с1u – u, м/с |
793,0 |
353,1 |
106,1 |
-72,2 |
-218,3 |
|
tg1 |
0,124 |
0,278 |
0,924 |
-1,357 |
-0,449 |
|
Угол входа пара на рабочую решетку 1, град |
7,05 |
15,52 |
42,75 |
126,35 |
155,81
|
|
Относительная скорость пара на входе рабочей решетки w1, м/с |
799,0 |
366,5 |
144,5 |
121,6 |
238,5 |
|
Проекция скорости с2 на окружное направление с2u, м/с |
11,0 |
6,9 |
5,0 |
3,9 |
3,2 |
|
tg2 |
12,695 |
20,253 |
28,011 |
35,669 |
43,327 |
|
Угол выхода потока пара из рабочей решетки 2, град |
85,54 |
87,23 |
88,00 |
88,44 |
88,72 |
|
Абсолютная скорость пара на выходе из рабочей решетки с2, м/с |
140,3 |
140,1 |
140,0 |
140,0 |
139,9 |
|
tg2 |
0,900 |
0,587 |
0,432 |
0,341 |
0,282 |
|
Угол выхода пара из рабочей решетки 2 |
42,01 |
30,42 |
23,39 |
18,86 |
15,75 |
|
Относительная скорость пара на выходе из рабочей решетки w2, м/с |
209,1 |
276,5 |
352,6 |
433,0 |
515,6 |
|
Степень реактивности, %
|
-206,73 |
-19,33 |
37,00 |
61,15 |
73,67 |
Продолжение табл. 5
|
Сечение Величина |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Степень реактивности (при корневой степени реактивности 3%), % |
3 |
62,26 |
80,08 |
87,71 |
91,67 |
|
Удельная работа пара Lu, кДж/кг |
137,0 |
137,0 |
137,0 |
137,0 |
137,0 |
|
Относительный лопаточный КПД |
0,878 |
0,878 |
0,878 |
0,878 |
0,878 |
На рис. 2, а - д представлены профили лопатки последней ступени ЦНД в различных пяти сечениях.
Рис. 2, а. Сечение лопатки №1
Рис. 2, б. Сечение лопатки №2
Рис. 2, в. Сечение лопатки №3
Рис. 2, г. Сечение лопатки №4
Рис. 2, д. Сечение лопатки №5