- •I. Выбор типа турбины тна жрд
- •1.1 Турбины двигателей бeз дожигания генераторного газа
- •1.2. Турбины двигателей с дожиганием генераторного газа
- •1.3. Выбор числа ступеней турбины тна жрд без дожигания.
- •2. Исходные данные для расчета турбины
- •2.1. Параметры на входе в турбину
- •2.1.1 Температура генераторного газа
- •2.1.2 Параметры газа
- •Давление на входе в турбину
- •2.2. Давление газа на выходе из турбин
- •2.3. Мощность турбины и расход газа через нее
- •2.4. Частота вращения ротора турбины
- •3. Расчёт проточим части активной турбины
- •3.1. Определение основных параметров турбины
- •3.1.3. Определяют диаметр ротора турбины
- •Проводят оценку полного кцд турбины
- •3.2.1. Рассчитывает температуру и удельный объем геза на выходе из сопел.
- •3.2.4.Определяют по величине lc площадь выходного сечения одного сопла Fc1 .
- •3.3.2. Назначают геометрические углу на входе β1л и выхода β2л
- •3.3.3. Рассчитывает относительную скорость газа на выходе из лопаток w2
- •3.3.4. Определяв потери на лопатках и изменение температуры.
- •3.3.5.Рассчитывают температуру и удельный объем газа на выходе из лопаток.
- •3.3.6. Определяют параметры лопаток.
- •3.4. Особенности расчета двухступенчатых турбин
- •3,4.1. Назначают геометрические углы установки лопаток направляющего аппарата на входе и выходе
- •3.4.2. Определяют скорость выхода газа из направляющего аппарата.
- •3.4.3. Рассчитывают потери в направляющем аппарате и параметры газа на его выходе:
- •3.4.4. Определяют параметры лопаток направляемо аппарата.
- •3.4,5. Проводят расчет рабочих лопаток второй ступени.
- •4. Расчет прочной частиреактивной турбины
- •4.1. Определение основных параметров турбины
- •4.1.2.Находят теплоперепад, срабатываемый в сопловом аппарате
- •4.3.7. Вычисляют расход газа через лопатки за вычетом перетекания.
- •4.3.8. Определяют угол лопатки на выходе с учетом перетекания
- •4.3.9. Находят остальные размеры лопатки в соответствии с рекомендациями:
3.2.4.Определяют по величине lc площадь выходного сечения одного сопла Fc1 .
Сопла активных турбин могут иметь круглые или прямоугольные сечения и Сопла с прямоугольным сечением позволяют обеспечить лучшее заполнение межлопаточных каналов.
Если сопло имеет круглое сечение, то
lc=dc и
3.2.5.Находят число сопел Zc
Полученное значение Zc округляют до ближайшего целого числа и корректируют
величины и
3.2.6.Определяют длину большой оси фигуры (рчс.6) (в случае круглого мочения сопла это будет эллипс), представляющий собой сечение сопла ка выходе
Где: - угол наклона оси сопла на выходе, величина которого обычно принимается равной
=15°..20°
3.2.7. Рассчитывают шаг сопел
и определяют степень парциальности турбины
где: Кс - коэффициент стеснения сопловой решетки, учитывающий промежутки между соплами (1,06.. 1,07)
Если в результате расчетаполучится больше единицы, то назначают = 1,0. Это можно обеспечить за счет увеличения высоты сопловых лопаток lc или диаметра ротора турбины.
3.2.8. Определяют расход газа через одно сопло
и вычисляют Площадь критического сечения сопла
где:
3.2.9. Строят профиль сопла (см.рис.6) по известным размерам выхода (lc и Lc ) и диаметру критического, сечения.
Угол раскрытия расширяющейся части сопла выбирается в пределах = 8°…12°.
Ширина соплового аппарата (см.рис.5) для сверхзвуковых турбин принимается
bc=(1,4…1,6)lc
а в дозвуковых турбинах для уменьшения потерь
bc= (0,95..1,05) 1С
3.3. Расчет рабочих лопаток турбины
3.3.1. Строят треугольник скоростей на входе в лопатки (рис. 7) по известным значениям скорости истечении газа из соплового аппарата C1 окружной скорости U угла наклона оси сопла на выходе α1 ,из треугольника скоростей находят относительную скорость W1 на входе в лопатки и угол между относительной и окружной скоростями β1. Эти величины могут быть также рассчитаны по формулам:
3.3.2. Назначают геометрические углу на входе β1л и выхода β2л
Для уменьшения потерь при обтекании потоком стенок профиля лопатки, угол на входе для двигателей без дожигания и сверхзвуковых решеток выбирается в пределах β1л = β1 +(20…30)
Для низкоперепадных турбин следует выбирать угол β1л равным β1л = β1 +(10…30)
Геометрический угол лопатки на выходе следует брать как , можно меньше, так как с уменьшением β2Л уменьшается абсолютная скорость на выводе С2 однако, при этом возрастает высота лопатки на выходе. Обычно принимают равным: β1л = β1 +(20…50)
3.3.3. Рассчитывает относительную скорость газа на выходе из лопаток w2
W
(33)
где: - коэффициент потерь на лопатках,
Потери на лопатках дозвуковых турбин во многом зависят от кривизны каналов, связанных с суммой углов β1л + β2Л Опытная зависимость коэффициента от суммы углов
β1л + β2Л приведена на рис.6. При определении коэффициента потерь у учитывается поправка Kw изменения коэффициента в зависимости от величины скорости . Величина поправки Kw приведена в таблице 2. Эта поправка учитывается как множитель к величине коэффициента потерь найденного по графику рис.8.
Таблица ?
|
|
200 |
400 |
600 |
800 |
Kw |
1.026 |
1,01 |
0,99 |
. 0,97 |
В сверхзвуковых турбинах с увеличением потери уменьшаются, так как уменьшается толщина пограничного слоя на ограничивающих поверхностях лопаток. Зависимость представлена на рис.9.