Расчет первой ступени турбины на среднем диаметре

 

Из предварительного расчета турбины известны: работа ступени , частота вращения , параметры заторможенного потока газа на входе в ступень и , форма и размеры проточной части.

1. Определяем параметры газа на выходе из ступени:

температуру торможения

;

полное давление

.

2. По схеме проточной части определяем значение наружного диаметра турбины , диаметр втулки и вычисляем средний диаметр проточной части

.

3. Определяем площадь сечения проточной части на выходе из ступени

.

4. Из выражения для расхода газа определяем значение газодинамической функции расхода

,

а по таблице газодинамических функций находим значение приведенной скорости на выходе из ступени .

5. Определяем абсолютную скорости на выходе из РК

и ее осевую и окружную составляющие.

6. Окружная скорость на среднем диаметре

.

7. Определяем окружную составляющую относительной скорости

и относительную скорость газа

.

8. Определяем из чертежа проточной части значение высоты лопатки РК и вычисляем:

средний диаметр втулки ;

диаметр втулки ;

площадь сечения проточной части

;

окружную скорость на среднем диаметре

.

9. Определяем окружную составляющую абсолютной скорости

.

10. Из уравнения расхода, записанного для сечения на входе в РК

находим зависимость , для чего задаемся рядом значений . Коэффициент воостоновления полного давления в СА , входящий в формулу, определяем по графику (рис.5.15), величину оцениваем по принятой величине . Зависимость находится также из уравнения

,

где ; ; .

Пересечение на графике (рис.5.19) зависимостей между углом и приведенной скоростью дает искомые значения и .

11. Определяем абсолютную скорость газа

,

ее осевую составляющую

и относительную скорость на входе в РК

.

12. Определяем параметры газа на выходе из СА:

статическое давление (в формуле следует подставить уточненное значение , соответствующее полученному в п. 110 значению );

статическая темпреатура .

13. Температура торможения на входе в РК

и температура лопатки

.

14. Проверяем запас прочности лопаток РК. Запас прочности должен находиться в пределах .

15. Определяем углы потока:

на входе в РК

;

на выходе из РК

.

16. По величине суммы углов потока , степени конфузорнонсти по рис. 5.16 определяем коэффициент скорости .

17. Адиабатная работа расширения газа в РК

.

18. Статическое давление

;

статическая температура

;

плотность

.

19. проверяем величины осевой скорости газа на выходе из РК:

осевая составляющая абсолютной скорости

;

абсолютная скорость газа

;

число Маха потока

.

Значение не должно отличаться от его значения, принятого в п.5, не более чем на . В противном случае нужно изменить значение площади .

20. параметры газа а выходе из РК:

температура торможения

;

полное давление

.

21. Адиабатная работа расширения газа в ступени:

по заторможенным параметрам

;

по статическим параметрам

.

 

22. Статические параметры газа на входе в ступень определяем по следующим формулам:

;

статическое давление

.

Функции и определяем по таблицам газодинамических функций по принятому ранее значению .

23. Определяем степень реактивности ступени на :

и коэффициент полезного действия ступени

.

На этом заканчивается расчет турбины на среднем диаметре. Поскольку параметры потока по высоте лопатки отличаются от их значений на среднем диаметре, необходимо определить параметры потока на различных радиусах проточной части, используемые затем для профилирования лопатки.

 

Определение параметров потока на различных радиусах

1. Окружная скорость потока на выходе из СА

.

2. Угол потока в абсолютном движении на выходе из СА

.

3. Скорость потока на выхода из СА

.

4. Окружная скорость РК

.

5. Угол потока в относительном движении на входе в РК

.

6. Окружная составляющая абсолютной скорости потока за турбиной

.

7. Угол потока в абсолютном движении на выходе из РК

.

8. Абсолютная скорость потока на выходе из турбины

.

9. Окружная скорость РК на выходе

.

10. Угол потока в относительном движении на выходе из РК

.

11. Относительная скорость потока на выходе из турбины

.