СТУ / Выбор профилей для КП
.docВЫБОР ПРОФИЛЕЙ
Выбор профилей направляющих и работающих лопаток базируется на существующих нормалях н налаженности производства лопаток на конкретном предприятии.
Для цилиндрических лопаток профиль подбирается из числа нормализованных по условиям работы лопаточного аппарата на среднем диаметре. Для лопаток переменного сечения в основу профилирования закладывают хорошо изученный нормализованный профиль, из которого создают произвольные профили в других сечениях. Как правило, в направляющих аппаратах нормализованный профиль принимают для среднего сечения, а для рабочих лопаток - для корневого.
Подбор профилей облопатывания имеет некоторое различие для аппаратов, отличающихся условиями работы н назначением. Для турбин, работающих, в основном, на одном режиме 100% нагрузки, подбор профилей направляющих н рабочих лопаток из числа нормализованных производится по углу выхода потока , углу набегания потока и требуемой ширине Вн(Вр) по данным расчета. При выборе профиля рабочей лопатки по углам B1 и B2 допускается наличие угла атаки , который на основном расчетном режиме желательно иметь положительным и небольшим по величине (до 3...50).
Для лопаток переменного сечения геометрия решетки в корневом сечении (B1 и B2 и др.) устанавливается из расчета параметров пространственного потока.
Профили лопаток для турбинных решеток с большой степенью реактивности - сопловые лопатки активных турбин, направляющие и рабочие лопатки реактивных турбин (сильно конфузорные каналы) подбираются из числа профилей типа..С (Н). Эти профили имеют входной угол . Подбор их производят по необходимому углу выхода потока и ширине профиля Вн(Вр) по зависимости при различных значениях угла установки профиля РЕ.
Лопатки, подобранные из профилей типа С(Н) малочувствительны к углу атаки вследствие их высоко аэродинамического совершенства. С учетом малых скоростей набегания потока углы атаки на основных расчетных режимах можно допускать до 10°, а иногда н более.
Профили лопаток для турбинных решеток с малой степенью реактивности - рабочие лопатки активных турбин (слабоконфузорные каналы) - подбираются из числа профилей типа Р. По углам В1 и В2 и принятой ширине профиля В подбирается по нормам ближайший подходящий профиль. Для ориентировки при выборе профиля следует знать, что каждый профиль нормали наиболее пригоден для вполне определенных углов В1 и В2. Допускается поворот профиля в некотором диапазоне изменения угла установки В. Поворотом .профиля приходится пользоваться, если невозможно получить. нужный угол , за счет выбора соответствующего шагового отношения t/b. При выборе t/b н Вb следует иметь ввиду условия работы профиля в решетке на основном и других возможных режимах, то есть профиль в решетке не должен сильно реагировать на изменения угла входа B2(a0) в диапазоне возможных режимов (U/C0) по профильным потерям и по углу B2.
По данным исследований, с изменением угла Bb приведенные в нормалях и атласах профили дают изменение эффективного угла выхода потока B2эф(а1 эф), равное . В результате поворота профиля несколько меняется осевая ширина В при неизменном значении хорды b и других геометрических параметров профиля.
Ширина профиля В определяет прочностные и вибрационные характеристики облопатывання, поэтому ее следует установить сразу после того, как будет известна нагрузка по данным теплового расчета. С точки зрения аэродинамики для уменьшения концевых потерь энергии целесообразно увеличивать до определенного предела отношения 1Н/b, однако до такого значения, чтобы не наступило заметного увеличения профильных потерь при снижении числа Re н потерь от сопутствующих явлении в результате изменений:
-
неоднородности потока на входе в решетку под влиянием силовых ребер;
-
относительной величины осевого зазора в ступени S/b;
-
неоднородности потока в осевом зазоре между направляющим к рабочим аппаратами под влиянием изменения числа сопловых лопаток; -
-
относительной шероховатости поверхности лопаток;
- формы профиля, так как пропорциональное уменьшение толщины выходной кромки с уменьшением о не всегда возможно. Выбор ширины профиля рабочей лопатки следует увязывать с прочностными и вибрационными характеристиками лопатки. Подбор профиля можно производить. по таблице, которая составлена о использованием атласа профилей решеток осевых турбин.
Некоторые характеристики профи лей. Обозначение профилей |
? |
, град. |
град. |
опт |
b .см |
f, см |
Imin см4 |
Wmin , см3 |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||||||
С-90-09А |
36 |
8-11 |
70-120 |
0,72-0,85 |
до 0,90 |
6,06 |
3,45 |
0,416 |
0,471 |
||||||
С-90-12А |
39 |
10-14 |
70-120 |
0,72-0,87 |
до 0,85 |
6,25 |
4,09 |
0,591. |
0,575 |
||||||
С-90-15А |
42 |
13-17 |
70-120 |
0,70-0,85 |
до 0,85 |
5,15 |
3,3 |
0,36 |
0,45 |
||||||
С-90-18А |
44 |
16-20 |
70-120 |
0,70-0,80 |
до 0,85 |
4,71 |
2,72 |
0,243 |
0,333 |
||||||
С-90-22А |
46 |
20-24 |
70-120 |
0,70-0,80 |
до 0,90 |
4,5 |
2,35 |
0,167 |
0,265 |
||||||
С-90-27А |
48 |
24-30 |
70-120 |
0,65-0,75 |
до 0,90 |
4,5 |
2,03 |
0,116 |
0,195 |
||||||
С-90-ЗЗА |
48 |
30-36 |
70-120 |
0,62-0,75 |
до 0,90 |
4,5 |
1,84 |
0,090 |
0,163 |
||||||
С-90-38А |
48 |
35-42 |
70-120 |
0,60-0,73 |
до 0,90 |
4,5 |
1,75 |
0,081 |
0,141 |
||||||
С-55-15А |
42 |
12-18 |
45-75 |
0,72-0,87 |
до 0,90 |
4,5 |
4,41 |
1,195 |
0,912 |
||||||
С-55-20А |
45 |
17-23 |
45-75 |
0,70-0,85 |
до 0,90 |
4,5 |
2,15 |
0,273 |
0,275 |
||||||
С-45-25А |
48 |
21-28 |
35-65 |
0,60-0,75 |
до 0,90 |
4,58 |
3,30 |
0,703 |
0,536 |
||||||
С-60-30А |
50 |
27-34 |
45-85 |
0,52-0,70 |
до 0,90 |
3,46 |
1,49 |
0,118 |
0,154 |
||||||
С-65-20А |
45 |
17-23 |
45-85 |
0,60-0,70 |
до 0,90 |
4,5 |
2,26 |
0,338 |
0,348 |
||||||
С-70-25А |
47 |
22-28 |
55-90 |
0,50-0,67 |
до 0,90 |
4,5 |
1,89 |
0,242 |
0,235 |
||||||
С-90-12Б |
39 |
10-14 |
70-120 |
0,72-0,87 |
0,85-1,15 |
5,66 |
3,31 |
0,388 |
0,420 |
||||||
С-90-15Б |
42 |
13-17 |
70-120 |
0,70-0,85 |
0,85-1,15 |
5,2 |
3,21 |
0,326 |
0,413 |
||||||
С-90-12Р |
39 |
10-14 |
70-120 |
0,58-0,68 |
1,4-1,8 |
4,09 |
2,30 |
0,237 |
0,324 |
||||||
С-90-15Р |
42 |
13-17 |
70-120 |
0,55-0,65 |
1,4-1,7 |
4,2 |
2,00 |
0,153 |
0,238 |
||||||
Р-23-14А |
41 |
12-16 |
20-30 |
0,60-0,75 |
до 0,95 |
2,59 |
2,44 |
0,43 |
0,39 |
||||||
Р-26-17А |
43 |
15-19 |
23-35 |
0,60-0,70 |
до 0,95 |
2,57 |
2,07 |
0,215 |
0,225 |
||||||
Р-30-21А |
43 |
19-24 |
25-40 |
0,58-0,68 |
до 0,90 |
2,56 |
1,85 |
0,205 |
0,234 |
||||||
Р-35-25А |
43 |
22-28 |
30-50 |
0,55-0,65 |
до 0,85 |
2,54. |
1,62 |
0,131 |
0,168 |
||||||
Р-46-29А |
43 |
25-32 |
44-60 |
0,45-0,58 |
до 0,85 |
2,56 |
1,22 |
0,071 |
0,112 |
||||||
Р-60-ЗЗаГ |
43 |
30-36 |
47-65 |
0,43-0,55 |
до 0,85 |
2,56 |
1,02 |
0,044 |
0,079 |
||||||
P-60-38A |
43 |
35-42 |
55-75 |
0,41-0,51 |
до 0,85 |
2,61 |
0,76 |
0.018 |
0,035 |
||||||
Р-23-14Ак |
43 |
12-16 |
20-30 |
0,60-0,75 |
до 0,95 |
2,59 |
2,35 |
0,387 |
0,331 |
||||||
Р-26-17Ак |
43 |
15-19 |
23-45 |
0,60-0,70 |
до 0,95 |
2,57 |
1,81 |
0,152 |
0,165 |
||||||
Р-27-17Б |
43 |
15-19 |
23-45 |
0,57-0,65 |
0,8-1,15 |
2,54 |
2.06 |
0,296 |
0,296 |
||||||
Р-27-17БК |
43 |
15-19 |
23-45 |
0,57-0,68 |
0,85-1,15 |
2,54 |
1,79 |
0,216 |
0,216 |
||||||
Р-30-21Б |
43 |
19-24 |
25-40 |
0,55-0,65 |
0,85-1,10 |
2,01 |
1,11 |
0,073 |
0,101 |
||||||
Р-35-25Б |
43 |
22-28 |
30-50 |
0,55-0,65 |
0,85-1,10 |
2,52 |
1,51 |
0,216 |
0,159 |
||||||
P-21-18P |
43 |
16-20 |
19-24 |
0,60-0,70 |
1,3-1,6 |
2,0 |
1,16 |
0,118 |
0,142 |
||||||
Р-25-22Р |
43 |
20-24 |
23-27 |
0,54-0,67 |
1,35-1,6 |
2,0 |
0,99 |
0,084 |
0,200 |
Некоторые характеристики профилей МЭИ.
Обозн. проф. |
,град. |
0расч, 1расч град. |
опт |
Mltoпт, M2toпт |
B1,b2 см |
f, см |
I |
Wmin , см3 |
В |
С-90-09А С-90-12А С-90-15А С-90-18А |
9-11 10-14 13-17 16-20 |
70-120 70-120 70-120 70-120 |
0,72-0,85 0,72-0,87 0,70-0,85 0,70-0,80 |
до 0,90 до 0,85 до 0,85 до 0,85 |
6,06 6,25 5,15 4,71 |
3,45 4,09 3,30 2,72 |
0,416 0,591 0,36 0,243 |
0,471 0,575 0,45 0,333 |
2,94 3,40 3,08 3,14 |
С-90-22А С-90-27А С-90-ЗЗА С-90-38А |
20-24 24-30 30-36 35-42 |
70-120 70-120 70-120 70-120 |
0,70-0,80 0,65-0,75 0,62-0,75 0,60-0,73 |
до 0,90 до 0,90 до 0,90 до 0,90 |
4,5 4,5 4,5 4,5 |
2,35 2,03 1,84 1,75 |
0,167 0,116 0,090 0,081 |
0,265 0,195 0,163 0,141 |
3,13 3,28 3,56 4,0 |
С-55-15А С-55-20А С-45-25А С-60-30А |
12-18 17-23 21-28 27-34 |
45-75 45-75 35-65 45-85 |
0,72-0,87 0,70-0,85 0,60-0,75 0,52-0,70 |
до 0,90 до 0,90 до 0,90 до 0,90 |
4,5 4,15 4,58 3,46 |
4,41 2,15 3,30 1,49 |
1,195 0,273 0,703 0,118 |
0,912 0,275 0,536 0,154 |
3,3 3,5 4,0 3,3 |
С-65-20А С-70-25А С-90-12Б С-90-15Б |
17-23 22-28 10-14 13-17 |
45-85 55-90 70-120 70-120 |
0,60-0,70 0,50-0,67 0,72-0,87 0,70-0,85 |
до 0,90 до 0,90 0,85-1,15 0,85-1,15 |
4,5 4,5 5,66 5,2 |
2,26 1,89 3,31 3,21 |
0,338 0,242 0,388 0,326 |
0,348 0,235 0,420 0,413 |
3,5 3,6 3,1 3,99 |
С-90-12Р С-90-15Р Р-23-14А Р-26-17А |
10-14 13-17 12-16 15-19 |
70-120 70-120 20-30 23-35 |
0,58-0,68 0,55-0,65 0,60-0,75 0,60-0,70 |
1,4-1,8 1,4-1,7 до 0,95 до 0,95 |
4,09 4,2 2,59 2,57 |
2,30 2,00 2,44 2,07 |
0,237 0,153 0,43 0,215 |
0,324 0,238 0,39 0,225 |
2,67 2,6 2,5 2,5 |
Р-30-21А Р-35-25А Р-46-29А Р-60-ЗЗА |
19-24 22-28 25-32 30-36 |
25-40 30-50 44-60 47-65 |
0,58-0,68 0,55-0,65 0,45-0,58 0,43-0,55 |
до 0,90 до 0,85 до 0,85 до 0,85 |
2,56 2,54 2,56 2,56 |
1,85 1,62 1,22 1,02 |
0,205 0,131 0,071 0,044 |
0,234 0,168 0,112 0,079 |
2,5 2,5 2,5 2,5 |
Р-60-38А Р-23-14Ак Р-26-17Ак Р-27-17Б |
35-42 12-16 15-19 15-19 |
55-75. 20-30 23-45 23-45 |
0,41-0,51 0,60-0,75 0,60-0,70 0,57-0,65 |
до 0,85 до 0,95 до 0,95 0,8-1,15 |
2,61 2,59 2,57 2,54 |
0,76 2,35 1,81 2,06 |
0,018 0,387 0,152 0,296 |
0,035 0,331 0,165 0,296 |
2,5 2,5 2,5 2,5 |
Р-27-17Бк Р-30-12Б Р-35-25Б Р-21-18Р Р-25-22Р |
15-19 19-24 22-28 16-20 20-24 |
23-45 25-40 30-50 19-24 23-27 |
0,57-0,68 0,55-0,65 0,55-0,65 0,60-0,70 0,54-0,67 |
0,85-1,15 0,85-1,10 0,85-1,10 1,3-1,6 1,35-1,6 |
2,54 2,01 2,51 2,0 2,0 |
1,79 1,11 1,51 1,16 0,99 |
0,216 0,073 0,126 0,118 0,084 |
0,216 0,101 0,159 0,142 0,100 |
2,5 1,98 2,5 2,0 2,0 |