Сечение т–т

1. Полное давление газа

^Па. (1.53)

2. Полная температура газа определяется из уравнения сохранения энергии применительно к турбине

К. (1.54)

3. Статическая температура газа

К. (1.55)

Осевая составляющая скорости газа с_Т на выходе из турбины обычно лежит в пределах 200…350 м/с и более. Выбираем с_Т = 350 м/с, тогда

К.

4. Статическое давление газа

^Па. (1.56)

5. Плотность газа

кг/м³. (1.57)

6. Площадь проходного сечения

м². (1.58)

7. Длина рабочих лопаток турбины h

Исходя из принятого закона профилирования проточной части турбины , имеем

м. (1.59)

8. Наружный и внутренний диаметры турбины

м; (1.60)

м. (1.61)

9. Выбираем количество ступеней турбины

Расчёты и практика конструирования показывают, что для одновальных ГТД прямой реакции обычно требуется иметь двух- или трехступенчатую турбину.

Поскольку расчётное значение степени повышения давления воздуха в компрессоре составляет 23, выбираем трёхступенчатую турбину (z = 3).

10. Длина турбины определяется по формуле l_T = 2,6 ·b_ср·z, где b_ср – хорда лопатки на среднем радиусе; z – количество ступеней турбины.

Выбираем b_ср = 0,5 ·h_ср , тогда среднюю высоту решетки газовой турбины h_ср можно определить по формуле h_ср= (h_Г + h_Т)/2 = (0,03425 + 0,0865)/2 = = 0,06 м.

Хорда лопатки на среднем радиусе b_ср = 0,5 ·0,06 = 0,03 м.

Длина турбины l_T = 2,6 ·0,03 ·3 = 0,234 м.

1.5. Выходное устройство

Выходное устройство, являясь функциональным модулем силовой установки (выходным модулем), включает ряд элементов. В зависимости от назначения силовой установки ими могут быть: реактивное сопло или диффузорный газоотводящий патрубок, реверсивное устройство, устройство для отклонения или поворота вектора тяги, шумоглушения, снижения инфракрасного излучения и др.

Основным элементом большинства выходных устройств является реактивное сопло, в котором происходит ускорение потока газа с целью создания реактивной (дополнительной) тяги.

Для расчёта выходного устройства проектируемого двигателя принимаем суживающееся (дозвуковое) реактивное сопло.

Выходное устройство предназначено для преобразования оставшейся тепловой энергии газа в кинетическую энергию его направленного движения и отвода продуктов сгорания в окружающую среду (рис. 1.8.).

Расчёт выходного устройства сводится к определению:

• параметров газа на выходе из сопла;

• скорости течения газа из сопла с_с;

• геометрических размеров – диаметра и длины выпускной трубы – D_Т, l_В , а также диаметра и длины сопла – D_С, l_С .

Сечение Т′–Т′

1. Площадь проходного сечения

м². (1.62)

2. Диаметр проходного сечения

м. (1.63)

3. Располагаемая степень понижения давления газа

. (1.64)

Рис. 1.8. Схема выходного устройства

Так как располагаемая степень понижения давления газа π_СР = 3,8 больше критической степени понижения давления π_КР = 1,85 , то для суживающегося реактивного сопла действительная степень понижения давления в данном случае равна π_С = π_КР = 1,85. Таким образом, дозвуковое сопло работает в режиме недорасширения, а на выходе из сопла устанавливается критическое (звуковое) течение газа, т.е. скорость потока газа в выходном сечении сопла равна местной скорости звука, соответствующей статической температуре газа в этом сечении.