6.2.3 Расчёт последней ступени

Геометрические размеры последней ступени рассчитываются на выходе из спрямляющего аппарата, где из энергетического расчёта известны температура T_KН* и давление заторможенного потока. Осевую скорость на выходе из КНД принимаем

Термодинамические параметры воздуха на выходе из КНД:

(6.66)

(6.67)

(6.68)

Площадь проточной части на входе в компрессор:

(6.69)

Параметры рабочего колеса.Наружный диаметр рабочего колеса :

Диаметр втулки:

(6.70)

Средний диаметр колеса:

(6.71)

Высота лопатки:

(6.72)

Хорда лопатки:

(6.73)

Шаг лопаток на спрямляющем аппарате:

(6.74)

Ширина последней ступени:

Принимаем у = 0,9 (по прототипу).

(6.75)

Число лопаток спрямляющего аппарата последней ступени:

(6.76)

Принимаем

Длина КВД:

(6.77)

По полученным значениям строится план скоростей первой ступени (рисунок 6.2).

Рисунок 6.2 - План скоростей 1-ой ступени КВД

6.3 Газодинамический расчёт твд

Форма проточной части проектируемой турбины высокого давления – с постоянным средним диаметром.

В таблице 6.5 представлены исходные данные для газодинамического расчёт ТВД.

Таблица 6.5 – Исходные данные для газодинамического расчёт ТВД

Параметр	Значение
, Па
	0,91

6.3.1 Определение числа ступеней

Работа турбины высокого давления:

Принимаем число ступеней ТВД = 2.

Средняя работа ступени:

(6.78)

Работа первой ступени турбины. Коэффициент принимаем 1,05.

(6.79)

Работа последней ступени турбины. Коэффициент принимаем 0,95.

(6.80)

6.3.2 Расчёт первой ступени турбины

Критическая скорость истечения газа из сопла первой ступени:

(6.81)

Коэффициент скорости:

, коэффициент в скобках 0.8

Скорость истечения газа из соплового аппарата:

(6.82)

Находим окружную и осевую составляющую скорости истечения:

Выбираем .

Окружная составляющая:

(6.83)

Осевая составляющая:

(6.84)

Окружная скорость лопаток первой ступени турбины на среднем:

Коэффициент принимают 0,9.

(6.85)

Проверка правильности выбора величин отношение скоростей:

(6.86)

Коэффициент нагрузки ступени:

(6.87)

Отношение скоростей:

(6.88)

Относительная скорость газа на входе в лопатку рабочего колеса:

(6.89)

Угол направления относительной скорости:

(6.90)

Степень реактивности ступени. В высоконагруженной турбине степень реактивности выбирается невысокой, что позволяет получить требуемый угол потока на выходе из турбины. Исходя из этих соображений, принимаем .

Абсолютная скорость газа на выходе из лопаток рабочего колеса:

(6.91)

Полученное значение больше осевой скорости на входе но не выше 350 м/с.

Относительная скорость газа на выходе из лопаток рабочего колеса:

(6.92)

Закрутка потока в колесе:

(6.93)

Окружная составляющая скорости на выходе из рабочего колеса:

(6.94)

Угол направления абсолютной скорости:

(6.95)

Осевая составляющая абсолютной скорости:

(6.96)

Угол направления вектора скорости :

(6.97)

Термодинамические параметры газа перед рабочим колесом:

(6.98)

(6.99)

(6.100)

Средний диаметр колеса:

(6.101)

Площадь проточной части:

(6.102)

Высота лопатки:

(6.103)

Диаметры колеса. Наружный:

(6.104)

Внутренний:

(6.105)

Относительный диаметр втулки:

(6.106)

Удлинение лопатки и густота лопаточной решетки.

Хорда лопатки:

(6.107)

Шаг лопаток на рабочем колесе:

(6.108)

Ширина рабочего колеса:

Коэффициент принимаем 2,3.

(6.109)

Ширина всей ступени (коэффициент принимаем 1):

(6.110)

Число лопаток на рабочем колесе первой ступени:

(6.111)

Принимаем .