2.4. Частота вращения ротора турбины

Частоту вращения вала турбины желательно брать возможно бо­лее высокой, так как это благоприятно сказывается на характерис­тиках и конструкции турбины. Уменьшаются, в частности, диаметр ротора и все радиальные размеры турбины. Однако увеличение час­тоты вращения турбины по сравнению с частотой вращения насосов может привести к возникновению кавитации в насосах, Поэтому частота вращения турбины принимается ратной частоте вращения насосов.

3. Расчёт проточим части активной турбины

Задачей расчета является определение газодинамических и геометрических параметров турбины, обеспечивающих заданную мощ­ность.

3.1. Определение основных параметров турбины

1. По формуле (2) определяют теплоперепад, срабатываемый в турбине при расширении газа от Р₀ до P₁

2. Рассчитываю» по формула (3) теоретическую скорость С₁ истечения газа на сопел, которая для активной турбины сов­падает с адиабатной скоростью истечения рабочего тела из сопел т.е.

Для турбин ЖРД без дожигания находится в пределах 1300,.. 1700 м/с. Для турбин с дожиганием- 400.. .600 м/с.

По экспериментальному графику приведенному на рис.З заштрихованная область), назначают коэффициент потерь в функции от приведенной скорости :

Рассчитывает действительную скорость истечения газа из сопел:

3.1.3. Определяют диаметр ротора турбины

где: - частота вращения вала турбины.

Величина окружной скорости U вращения ротора турбины, определяемая условиями прочности диска и лопаток, назначалась при выборе числа ступеней турбины (см-пункт 1,3).

4. Проводят оценку полного кцд турбины

Где: - внутренний КДЦ турбины

- механический КОД турбины.

Внутренний КПД турбины равен:

где: - лопаточный КПД турбины, определяется по графику (рис.2)

- коэффициент, учитывающий снижение КПД за счет парциальности.

Значение в функции от степени парциальности турбины

находится из таблицы I. 4

Таблица I

	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0
	0,65	0.8	0,9	0,94	0,96	0,98	0,99	1,0

Неизвестное значение можно оценить по формуле, полученной на основе обработки статистических данных по выполненным образцам турбин:

Механический КПД турбины определяете по графику (рис.4)

3.1.5. Рассчитывают расход газа в турбине

В двигателях с дожиганием, где расход рабочего тола через турби­ну задан _т эти расчеты не приводятся,

3.2. Расчет Соплового аппарата

3.2.1. Рассчитывает температуру и удельный объем геза на выходе из сопел.

Теоретическая температуря

с

Потери в соплах

Увеличение температуры за счет потерь в соплах

Где:

Действительная температура

Удельный объем газа

Значение V₁ для двигателей дожигания находится в пределах 1,2…1,6 м³/кг.

3.2.2.Определяют суммарную площадь выходных сечений сопел

3.2.3.Определяет высоту выходного сечения сопла

где:

- высота рабочей лопатки первой ступени турбины на входе.

-перекрытия рабочей лопатки по сравнению с сопловой, соответственно на периферии и у втулки (рис. 5).

Высота лопатки должна быть не менее (18. ..20) 10^-3и даже для турбин малой мощности. При меньших размерах лопатки снижается КПД турбины.

Высота сопла на выходе выполняется меньшей, чем высота лопатки на 2-3 мм, чтобы избежать удара струи о кромку диска или о бандаж из-за технологических погрешностей во взаимном располо­жении соплового аппарата и рабочего колеса. Для уменьшения по­терь в активных дозвуковых и сверхзвуковых ступенях, перекрытия должны быть минимальными. Обычно они равны