12.3 Порядок виконання роботи

12.3.1 Розрахунковий діаметр турбіни і радіальна довжина лопаті:

,

(12.10)

де – зовнішній діаметр проточного каналу турбіни, м;

– внутрішній діаметр проточного каналу турбіни, м.

Зовнішній діаметр проточного каналу турбіни:

,

(12.11)

де – діаметр корпуса турбобура, м;

– товщина стінок корпуса і обода статора, м.

Внутрішній діаметр проточного каналу турбіни:

,

(12.12)

де – витрата рідини, м³/с;

– об’ємний ККД, = 0,94;

– коефіцієнт звуження;

– осьова складова швидкості потоку в турбіні, м/с.

Радіальна довжина лопаті при відомих діаметральних розмірах проточної частини турбіни визначається за формулою:

,

(12.13)

12.3.2 Розрахунок осьової висоти профілю лопаті.

,

(12.14)

де – відносна величина формуючої ділянки;

– вістань від верхньої кромки решітки до центра кола, що утворює вигнену спинку лопаті для профілей, побудованих за дугами кіл, м;

– осьова висота профілю лопаті без формуючої ділянки, м.

,

(12.15)

де – радіус кола, що утворює вигнену (випуклу) спинку лопаті, м;

– крок решітки профілю, м;

– товщина лопаті, м;

– кут виходу потоку з каналу решітки, град.

Гідромеханічні кути визначаються за формулою:

.

(12.16)

12.3.3 Розрахунок кроку решітки і числа лопатей турбіни.

Оптимальне значення кроку решітки обчислюється за формулою:

,

(12.17)

де – коефіцієнт навантаження, = 0,9…1,1.

Число лопатей турбіни:

.

(12.18)

Одержану величину округлюють до найближчого цілого числа. Після цього крок решітки профілів перераховують за тією ж формулою.

12.3.4 Розрахунок параметрів ступені на оптимальному режимі.

Для оптимального режиму ( ):

.

(12.19)

Максимальна частота обертання вала визначається з умови:

.

(12.20)

Гальмівний момент:

,

(12.21)

або

,

(12.22)

де – механічний ККД турбіни, =0,95.

В оптимальному режимі обертовий момент рівний:

.

(12.23)

Максимальна потужність ступені турбіни, виходячи з експериментальних параметрів турбіни складає:

.

(12.24)

Перепад тиску турбіни:

.

(12.25)

12.3.5Визначаємо число ступеней турбіни:

,

(12.26)

де – необхідний обертовий момент;

– обертовий момент однієї ступені.

Якщо задана величина перепаду тиску в багатоступінчастій турбіні, то допустиме число ступеней перевіряється за допомогою виразом:

.

(12.27)

12.3.6 Побудова теоретичної характеристики турбіни.

Характеристики багатоступінчатої турбіни будується за розрахунковими параметрами однієї ступені. Для побудови беруться екстремальні параметри турбіни.

Графік обертових моментів – пряма, що перетинає вісь абцис в точці , а вісь ординат – в точці . Графік потужності будується за ординатами, що визна-чаються, виходячи із залежності:

.

(12.28)

.

(12.29)

Графік залежності ККД від навантаження турбіни будується у відповідності з виразом:

.

(12.30)

– частота обертання вала турбобура (для виконання роботи задаємось 6…8 точками (значення в межах від 0 до n_max).

Таблиця 12.1 – Вихідні дані для виконання роботи

Варіанти	Параметри
	Діаметр турбобура DТ, мм	Витрата рідини Q, м3/с	Гальмівний момент М, кН·м	Перепад тиску, МПа
				Робочий тиск, МПа	Максимальний тиск, МПа
1	240	0,075	0.8	5,4	6,1
2	240	0,045	0.9	5,5	6,3
3	195	0,06	1,1	5,5	6,2
4	195	0,075	1	2,9	3,4
5	195	0,073	0,9	3,9	4,5
6	195	0,06	0,5	2,9	3,5
7	195	0,058	0,8	6,9	7,3
8	195	0,056	0,7	4,1	4,8
9	195	0,059	0,7	2,9	3,4
10	172	0,045	0,6	3,5	4,8

Таблиця 12.2 – Вихідні дані для виконання роботи

Варіанти	Параметри
	, мм	, м/с	, мм	, мм	, мм	, мм		Конструктивні кути
1	13	4,5	1,5	8,0	32	30	0,9	90	43
2	15	4,2	2	8,0	44	41	1,0	85	39
3	12	4,7	1,5	7,5	59	57	0.95	88	39
4	11	3,8	1,5	7,5	61	55	0,95	78	52
5	12	5,3	1,3	7,5	60	57	0.96	78	47
6	13	3,8	1,5	7,5	71	68	0,98	82	34
7	18	4,2	2,5	6,8	66	50	0.98	82	34
8	18	4,0	2,5	7,1	66	63	0.9	90	45
9	17	4,7	2	6,9	57	55	1,02	72	50
10	14	4,9	2,5	6,1	63	60	0,92	80	32