2 Газодинамический расчет турбины высокого давления

2.1 Распределение теплоперепада между ступенями Термодинамические параметры рабочего тела на входе и выходе из ступеней

Расчет будем вести, используя методику [5].

20. Сначала найдем среднее значение теплоперепада на одну ступень:

.

Теплоперепад последней ступени принимают равным:

.

Примем , тогда

21. Определим по графику рисунка 2, методики [5] величину степени реактивности на среднем диаметре , в зависимости от и отношения

22. Определим параметры термодинамического состояния газа на входе в последнюю ступень:

Величину определяем по с помощью термодинамических функций (ТДФ), которые находятся в приложении методики [1], по величине также с помощью ТДФ находим и .

23. Определим величину изоэнтропической работы в ступени при расширении газа до давления :

, здесь .

24. Определим параметры термодинамического состояния газа на выходе из ступени при условии изоэнтропического расширения до давления:

;

.

25. Определим степень расширения газа в ступени, вычисленная по полным давлениям:

.

26. Определим полное давление на входе в степень:

.

27. Выберем величину угла входа в РК. Обычно выбирается из интервала . Примем .

28. Определим газодинамические функции на выходе из ступени:

;

;

29. Определим статическое давление за ступенью:

.

30. Определим термодинамические параметры потока на выходе из ступени при условии изоэнтропического расширения до давления

;

.

31. Определим величину изоэнтропической работы в ступени при расширении газа до давления:

.

2.2 Расчет ступени по среднему диаметру

2.2.1 Параметры потока за сопловым аппаратом

32. Определим изоэнтропическую скорость истечения газа из СА:

.

33. Определим приведенную изоэнтропическую скорость потока на выходе из СА:

.

34. Определим коэффициент скорости СА из диапазона . Примем .

35. Определим газодинамические функции потока на выходе из СА:

;

.

36. В зависимости от величин и определим коэффициент восстановления полного давления с помощью графика на рисунке 3, методики [5], .

37. Определим угол выхода потока из сопловых лопаток

;

38. В зависимости от и находим угол отклонения потока в косом срезе СА с помощью графика на рисунке 4, методики [5],

39. Определим эффективный угол на выходе из сопловой решетки:

.

40. В зависимости от , находим угол установки профиля в решетке по графику рисунка 5, методики [5],

41. Определим хорду профиля лопатки СА:

.

42. В зависимости от и , определим значение оптимального относительного шага по графику рисунка 6,методики [5], .

43. Определим оптимальный шаг решетки СА в первом приближении:

.

44. Определим оптимальное число лопаток СА:

, принимаем .

45. Определим окончательное значение оптимального шага лопаток:

.

46. Определим величину горла канала:

.

47. Определим параметры термодинамического состояния газа на выходе из СА при условии изоэнтропического расширения в сопловой решетке:

;

.

48. Определим статическое давление в зазоре между СА и РК:

.

49. Определим скорость газа на выходе из СА:

.

50. Определим термодинамические параметры потока газа на выходе из СА:

;

;

.

51. Определим плотность газа на выходе из СА:

, где

газовая постоянная.

52. Определим осевую и окружную составляющие скорости потока на выходе из СА:

;

.

53. Определим окружную составляющую относительной скорости на входе в РК:

.

54. Определим угол входа потока в РК в относительном движении:

.

55. Определим относительную скорость потока на входе в РК:

.

56. Рассчитаем термодинамические параметры газа на входе в РК:

;

;

.

57. Определим приведенную скорость потока в относительном движении:

.

58. Определим полное давление в относительном движении потока:

.