3.4. Расчет ступеней кнд по сечениям

Целью расчета является определение кинематических параметров ступеней КНД в 11 сечениях по высоте лопатки для построения профиля лопатки в меридиональной плоскости.

Для первой ступени КНД принимается следующий закон изменения закрутки потока по высоте:

.

где .

Для последней ступени и промежуточной ступеней КНД принимается следующий закон изменения закрутки потока по высоте:

.

Результаты расчета первой, второй, третьей, и последней ступеней КНД представлены в таблицах 3.4-3.7.

Рассмотрим подробный расчет первой ступени в 11 сечениях.

Исходные данные для расчета, известные из п.3.1-3.3: ;;;;;;;;.

Пример расчета приведен для первого сечения первой ступени КНД.

Текущий относительный радиус , определим по формуле

(3.58)

Окружную скорость на текущем радиусе , найдем по формуле

(3.59)

Для расчета поля скоростей при степенном характере изменения закрутки по радиусу, произведем расчет по формулам

Осевую составляющую скорости потока на текущем радиусе на входе в колесо, найдем по формуле

(3.62)

Осевую составляющую скорости потока на текущем радиусе на выходе из колеса, найдем по формуле

(3.63)

Среднюю осевую составляющую скорости потока на текущем радиусе ,найдем по формуле

(3.64)

Величину определим по формуле

(3.65)

Величину средней закрутки на входе в колесо ,определим по формуле

(3.66)

Величину средней закрутки на выходе из колеса ,определим по формуле

(3.67)

Величину средней закрутки найдем по формуле

(3.68)

Величину средней закрутки на текущем радиусе ,найдем по формуле

(3.69)

Изменение закрутки ,определим по формуле

(3.70)

Величину закрутки на текущем радиусе на входе в колесо ,найдем по формуле

(3.71)

Величину закрутки на текущем радиусе на выходе из колеса ,найдем по формуле

(3.72)

Относительную составляющую скорости на входе в колесо, найдем по формуле

(3.73)

Относительную составляющую скорости на входе в колесо, найдем по формуле

(3.74)

Определим абсолютную скорость потока на входе в колесо , по формуле

(3.75)

Определим абсолютную скорость потока на выходе из колеса , по формуле

(3.76)

Угол потока , найдем по формуле

(3.77)

Угол потока , найдем по формуле

(3.78)

Относительную скорость потока на входе в колесо , найдем по формуле

(3.79)

Относительную скорость потока на выходе из колеса , найдем по формуле

(3.80)

Угол потока на входе , определим по формуле

(3.81)

Угол потока на выходе , определим по формуле

(3.82)

Найдем угол отклонения потока по формуле

(3.83)

Коэффициент относительной скорости на входе , найдем по формуле

(3.84)

Коэффициент абсолютной скорости на входе , найдем по формуле

(3.85)

Густоту решетки на текущем радиусе определим по формуле

(3.86)

Относительную составляющую , найдем по формуле

(3.87)

Угол потока , определим по формуле

(3.88)

Чтобы оценить результаты расчета необходимо обратить внимание на величины ,на различных радиусах. В рассмотренном примере расчета первой ступени в корневом сечениииблизки к критическим значениям,. Перегрузка ступени на втулочном радиусе вынужденная и вызвана необходимостью достижения достаточного повышения давления в ступени. Далее при рассмотрении расчета остальных ступеней эти величины ниже критических. Угол поворота потока максимален на втулочном радиусе и составляет, что ниже условно предельного значения.

При расчетах второй, третьей и последней ступеней, в связи с принятым законом изменения закрутки потока, используя формулы 3.60 и 3.61, считаем: и. Отсюда.