Глава 2
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛОПАТОК ТУРБИНЫ
Проектирование лопаток распадается на две задачи. Во-первых, в связи с изменением по высоте лопатки окружных скоростей изменяется форма планов скоростей. Это приводит к изменению газовых углов, что требует изменения основных параметров профиля, таких как лопаточные углы на входе и выходе и угол установки. Во-вторых, необходимо построить непосредственно сам профиль на каждом из проектировочных радиусов. Обычно строят не менее 5–7 профилей, как правило, равнорасположенных по высоте лопатки.
2.1. Общая постановка задачи профилирования лопатки по высоте
Для построения планов скоростей необходимо знать следующие скорости или их проекции:
– окружную скорость U; перед и за решеткой рабочих лопаток;
– окружные составляющие Cu абсолютной скорости;
– осевые проекции Ca = Wa абсолютной и осевой скоростей перед и за решеткой.
Всего подлежат определению 6 неизвестных величин, остальные скорости и их составляющие находятся из геометрических соображений.
Окружные скорости находят из обычной связи окружной и угловой скоростей вращения ротора:
и
. (2.1)
Для нахождения скоростей в осевом зазоре между сопловым аппаратом и рабочим колесом используют уравнение изменения полной энтальпии по радиусу (следует из обобщенного уравнения Бернулли для идеального течения)
, (2.2)
уравнение радиального равновесия
(2.3)
и одну из форм универсального закона профилирования, например:
, (2.4)
где значение величины показателя степени m определяется конкретным законом профилирования по высоте. Система уравнений (2.2) – (2.4) дает решение относительно проекций C1a, C1u абсолютной скорости.
Библиографический список
1. Абианц В.Х., Венедиктов В.Д. и др.Атлас экспериментальных характеристик плоских турбинных решеток. М., ЦИАМ , 1976. – 189 с. ДСП
2. Жирицкий Г. С., Локай В.И. и др.Газовые турбины двигателей летательных аппаратов. М., Машиностроение, 1971. – 620 с.
3. Копелев С.З.Основы проектирования турбин авиадвигателей. М., Машиностроение, 1988. – 328 с.
4. Михальцев В.Е.Расчет и основы пректирования проточной части ступени газовой турбины. М., МВТУ им. Баумана, МАИ, 1981. – 71 с.
5. Нечаев Ю.Н., Федоров Р.М.Теория авиационных газотурбинных двигателей. М., Машиностроение, ч. 1, 1977. – 312 с.
6. Ронзин В.Д.Методические указания по расчету многоступенчатой газовой турбины при курсовом и дипломном проектировании. Пермь, ПермПИ, 1981. – 44 с.
7. Таблицы газодинамических функций. Пермь, ПермПИ, 1967. – 23 с.
8. Холщевников К.В.Теория и расчет авиационных лопаточных машин. М., Машиностроение,1970. – 610 с.
Содержание
|
Введение ………………………………………………………………. |
3 |
|
1. Исходные данные для расчета ……………………………………….. |
3 |
|
2. Предварительный расчет турбины …………………………………... |
4 |
|
3. Расчет ступени охлаждаемой газовой турбины по среднему диаметру для выбранной поточной части ……………………………... |
8 |
|
3.1. Выбор предварительно назначаемых величин и расчет геометрических параметров …………………………………………….. |
9 |
|
3.2. Определение в первом приближении основных параметров ступени .. |
10 |
|
3.3. Определение параметров потока на выходе из соплового аппарата ………………………………………………………………… |
11 |
|
3.4. Определение параметров в относительном движении на входе в рабочее колесо …..………………………………………………. |
12 |
|
3.5. Параметры в относительном движении за рабочим колесом … |
13 |
|
3.6. Параметры в абсолютном движении за ступенью …………….. |
14 |
|
3.7. Параметры ступени в целом ……………………………………. |
15 |
|
4. Определение среднестатистических геометрических параметров ... |
17 |
|
5. Расчет среднестатистического значения потерь …………………… |
20 |
|
Приложение1. Формулы приближенного расчета термодинамических характеристик воздуха и продуктов сгорания керосина в воздухе .. |
23 |
|
Приложение 2. Некоторые результаты исследования эффективности охлаждения …….……………………………………………………… |
24 |
|
Список литературы ……………………………………………………… |
27 |