3.3. Определение размеров на выходе из турбины

На выходе из турбины ( рис. 1 сечение ), согласно п. 3.1 и п. 3.2, абсолютная скорость газа по величине и направлению практически совпадает с осевой составляющей и численно должна быть больше осевой скорости предыдущей ступени, но не превышать 350м/с.

По выбранному значению скорости следовательно, и и известным из энергетического расчета параметрам и заторможенного за турбиной газа по формулам ( 1 ) – ( 3 ) находятся термодинамические параметры – температура давление и плотность и, затем по формуле ( 4 ) определяется площадь поперечного сечения проточной части в сечении а по формулам ( 5 ) – ( 8 ) размеры: и

Ширина последней ступени определяется по формуле

( 55 )

По статистическим данным из условия проточности лопаток последней ступени в выполненных конструкциях

( 56 )

3.4. Пример газодинамического расчета турбины

В соответствии с данными энергетического расчета:

Так как то число ступеней турбины, согласно п. 3.1 и средняя работа ступени ( 34 )

Принимается в формуле ( 35 ) коэффициент 1,15 и находится работа первой ступени

Тогда работа второй ступени

На основании ( 38 ) и ( 44 ) критическая скорость истечения газа из сопла первой ступени

Принимается в формуле ( 43 ) и коэффициент в скобках 0,80 ( т. к. ) и находится скорость истечения

Выбирается угол и по формулам ( 45 ) находятся составляющие скорости истечения:

окружная

и осевая

В формуле ( 41 ) коэффициент в скобках принимается равным 0,95 и с учетом выбранной в п. 2.4 величины окружной скорости на внешнем диаметре первой ступени компрессора, определяется окружная скорость лопаток первой ступени турбины на среднем диаметре

Получение достаточно высокого КПД ступени возможно только при условии ( п. 3.2 ) если

находится в пределах 270 – 370м/с;

находится в пределах 1,2 – 1,8;

находится в пределах 0,55 – 0,75;

находится в пределах 0,5 – 1,0.

Далее определяется относительная скорость движения газа на входе в лопатки ( 46 )

и из условия ( 47 )

угол направления вектора скорости

По данным п. 3.1 выбирается степень реактивности ступени и по формуле ( 48 ) определяется абсолютная скорость газа на выходе из лопаток рабочего колеса

а по формуле ( 49 ) относительная скорость

что для скорости согласно данным п. 3.2 допустимо.

Из условия находится закрутка потока газа в колесе

Учитывая план скоростей ( рис. 5 ) находим окружную составляющую скорости на выходе из рабочего колеса

и определяем

откуда что согласно п. 3.1 допустимо. С учетом величины находится осевая составляющая скорости

Из условия ( 51 )

определяется угол

Термодинамические параметры газа перед рабочим колесом находятся по формулам ( 1 ) – ( 3 ):

давление

и плотность

Средний диаметр колеса определяется по формуле ( 52 )

площадь проточной части – по формуле ( 4 )

высота лопатки – по формуле

диаметры колеса:

наружный

и внутренний

Относительный диаметр втулки

который получиться приемлемым, т . к. находится в допустимых пределах 0,70 – 0,85 ( п. 2.2 ).

Принимая в формулах ( 53 ) коэффициенты равными 2,2 и 1,5 находятся хорда лопатки

и шаг лопаток на рабочем колесе

Принимая в формулах ( 54 ) коэффициенты равными 2,3 и 1,0 находится ширина рабочего колеса

и всей ступени

По формуле ( 33 ) определяется число лопаток на рабочем колесе первой ступени

По данным п. 3.3 на выходе из последней ступени турбины абсолютная скорость практически равной осевой составляющей и должна быть больше скорости но не превышать 350м/с.

Принимая по формулам ( 2 ) – ( 4 ) определяются термогазодинамические параметры газа за турбиной

и

Геометрические параметры проточной части на выходе из рабочего колеса последней ступени турбины:

Площадь ( 1 )

проектируя турбину с постоянным наружным диаметром диаметр втулки ( 6 )

средний диаметр колеса ( 5 )

высота лопатки на выходе из рабочего колеса ( 5 )

Принимая в формуле ( 55 ) коэффициент равным 1,3, ширина второй ступени

Так как ( 56 )

то выбранная форма проточной части турбины приемлема.

На основании полученных данных и формулы ( 36 ) находится длина турбины