Материал: ЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТУРБИНЫ

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Таблица 2.3. Результаты газодинамического расчета по среднему

диаметру

Наименование величины

1

Адиабатический теплоперепад ступени

Полная температура за ступенью

Полное давление за ступенью

Осевая составляющая скорости за РЛ

Статическая температура за РЛ

Статическое давление за РЛ

Удельный объем РЛ

Ометаемая площадь на выходе из РЛ

Высота РЛ

Веерность ступени

Окружная скорость на среднем диаметре РЛ

Адиабатический теплоперепад в соплах

Степень реактивности на среднем диаметре

Скорость газа на выходе из сопел

Угол выхода потока из сопел

Осевая составляющая скорости за СА

Статическая температура за СА

Статическое давление за СА

Удельный объем за СА

Формула

2

найден

T

*

 

h

ст

 

 

η

 

 

/С

 

 

 

 

 

ад

 

СТ

P

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

*

/π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

задаемся

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

*

 

 

 

С

2

 

/2С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2а

P

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

mη*СТ

P0

 

(T2 /T0 )

 

 

 

 

 

 

RT

/P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G 2 /C 2a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DK

 

D2

 

/4 F

 

 

/π

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

2a

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(D

K

 

l

P

)/l

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π(D

K

l

P

 

)n/60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 ρ

 

 

 

)h

АД

 

 

 

 

 

СР

 

СТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

принимаем

2hадС

Принимаем

С1sin( α1 )

T

*

h

ст

φ

2

/С

 

 

C

 

P

0

 

 

 

 

1

P0* (T1/T0* )mφ2

RT1/P1

Обозн

Разм.

ступен

ступен

 

 

ь

ь

 

 

ТВД

ТHД

3

4

5

6

hстад

кДж/кг

189,4

125,8

Т2*

К

919,4

819,7

Р2*

Па

217929

131826

С2а

м/с

183,6

171,0

Т2

К

904,9

807,1

Р2

Па

202602

123180

V2

м3/кг

1,286

1,887

F2а

м2

0,574

0,914

lр

м

0,153

0,244

Dl

-

7,794

4,897

U2

м/с

329,8

300,0

hсад

кДж/кг

123,1

64,8

cp

-

0,350

0,485

С1

м/с

486,3

352,7

1

град

17,40

22,44

C1а

м/с

145,4

134,6

Т1

К

961,1

865,8

Р1

Па

277574

169384

V1

м3/кг

0,997

1,472

 

 

 

 

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Ометаемая площадь на выходе из СА

Высота сопловой лопатки

Окружная скорость на среднем диаметре СА

Коэффициент расхода для СА

Окружная проекция абсолютной скорости

Окружная проекция относительной скорости

Угол входа потока на РЛ

Скорость выхода потока на РЛ

Скорость выхода потока из РЛ

Угол выхода потока из РЛ

Окружная проекция относительной скорости

Окружная проекция абсолютной скорости

Угол выхода потока за РЛ

Скорость выхода потока

Скорость звука в потоке за РЛ

Число Маха за РЛ

Скорость звука на выходе из СА

Число Маха на выходе из СА

Температура заторможенного потока на РЛ

Ширина РЛ на среднем диаметре

Передний осевой зазор

Ширина сопел на среднем диаметре

Задний осевой зазор

G /C

1а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F1а

м2

0,554

0,906

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DK

 

lc

м

0,148

0,242

 

D

2

/4 F

 

 

/π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1a

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π(DK lC )n/60

U1

м/с

328,5

299,6

 

 

 

 

С

1а

/U

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C1а-

-

0,443

0,449

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

1U

cos(α

 

)

 

 

 

 

 

 

С1u

м/с

464,0

326,0

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

U

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W1u

м/с

135,5

26,4

 

1U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg(C

1a

/W

 

)

 

 

1

град

47,02

78,89

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1U

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

/ sin(

1

)

 

 

 

 

 

W1

м/с

198,8

137,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ψ

 

 

W

2

2ρ h

ад

W2

м/с

394,1

356,5

 

 

 

 

СТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arcsin(C

2a

/W

)

 

 

2

град

27,77

28,67

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

/cos(β

2

)

 

 

 

 

 

W2U

м/с

348,7

312,8

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W2U U2

 

 

 

 

 

 

 

 

C2U

м/с

18,86

12,76

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg(C

2a

/C

2U

)

 

 

2

град

84,1

85,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2a / sin(

2 )

 

 

 

 

C2

м/с

184,6

171,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kRT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2

м/с

588,7

556,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

/a

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MС2

-

0,314

0,308

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kRT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a1

м/с

606,8

575,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C /a

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MС1

-

0,801

0,612

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

W

2

/2C

P

 

 

 

 

T1W*

К

978,2

873,9

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0,35 0,2)l

P

 

 

 

 

Bpcp

м

0,046

0,073

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CP

 

 

 

 

S1

м

0,016

0,026

(0,3 0,4)BP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BCcp

м

0,051

0,080

BP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2 1,8 S1

 

 

 

 

 

S2

м

0,024

0,038

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

2.3 ВЫБОР И РАСЧЕТ ЗАКОНА ЗАКРУТКИ ДЛЯ КАЖДОЙ ИЗ СТУПЕНЕЙ

Выполненный расчет ступеней по среднему диаметру определяет требования к геометрии лопаток только в одном сечении - среднем. У корня и на периферии условия обтекания будут отличаться. Поэтому производим расчет ступени с учетом закрутки. Лопаточные аппараты профилируются так,

чтобы обеспечить радиальное равновесие потока в межвенцовых зазорах. За счет безударного обтекания рабочих лопаток и предупреждения побочных течений газа в ступени экономичность ступени повышается. Закрутка приводит к увеличению степени реактивности ступени от корневого сечения к периферии.

Для обеих ступеней принимаем закон постоянства осевой составляющей скорости выхода газа из сопел, то есть C1a (r) = const. Результаты расчетов закрутки в трех сечениях для ступени ТВД сведены в табл.2.4

Изменение основных параметров потока по высоте лопатки ступени ТВД и ТНД представлены на рис.2.1., 2.2., 2.3., 2.4., 2.5., 2.6 .

Таблица 2.4. Результаты расчета закрутки лопаток ТВД

Наименование

величины

1

Относительный

радиус

Угол выхода потока из сопел

Осевая составляющая скорости за СА

Окружная проекция абсолютной скорости

Скорость газа на выходе из сопел

Осевая составляющая скорости за РЛ

Окружная скорость

Формула

2

r/rСР

arctg(C

1a

/C

1U

)

 

 

 

 

 

 

 

C1aср

 

 

 

 

 

С

СР

/r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1U

 

 

 

 

 

 

C

1a

/sin( α

1

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C 2acp

U1СР r

Обозн

Разм.

Сечение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

корн.

средн.

периф.

3

4

5

6

7

r

-

0,872

1,000

1,128

1

град

15,28

17,40

19,47

C1а

м/с

145,4

145,4

145,4

C1U

м/с

532,3

464,0

411,3

C1

м/с

551,8

486,3

436,2

C2а

м/с

183,6

183,6

183,6

U1

м/с

286,4

328,5

370,7

 

 

 

 

 

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Адиабатический теплоперепад на соплах

Термодинамическая степень реактивности

Угол входа потока на РЛ

Скорость входа потока на РЛ

Скорость выхода потока из РЛ

Угол выхода потока из РЛ

Окружная проекция относительной скорости

Окружная проекция абсолютной скорости

Угол выхода потока за РЛ

Кинематическая степень реактивности

Удельная работа на ободе

Скорость выхода потока (абсолютная)

Статическая температура за СА

Статическое давление за СА

Температура

заторможенного потока на РЛ

Скорость звука на выходе из СА

Число Маха на выходе из СА

Скорость звука на входе в РЛ

Число Маха на входе в РЛ

C

2

/2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hcад

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(h

ад

 

 

h

ад

)/h

ад

 

 

 

т

СТ

 

C

СТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg(C

 

2a

/(C

1U

U

))

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

C

1a

/sin( β

1

)

 

 

 

 

 

 

 

 

W1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ψ

 

 

 

W

2

 

 

2ρ

 

 

h

ад

 

 

W2

 

 

 

 

 

Т

СТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arcsin(C

2a

/W

)

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

W2 /cos(β2 )

 

 

 

 

 

 

 

W2U

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

U

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2U

 

 

2U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg(C

 

2a

/C

2U

)

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

C

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

кин

 

 

 

1U

 

 

 

 

 

 

 

2U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2U

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(C

1U

 

C

2U

)

 

 

 

 

 

hU

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

2

 

 

C

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2a

 

 

 

 

 

 

 

 

2U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

ст

 

 

φ/СP

 

 

 

T1

T0

 

h C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

P1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

*

 

(T /T

*

)

mφ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

1

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

W

2

/2C

P

 

 

 

 

 

T1W*

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kRT1

a

1

 

 

C1/a1

M C1

 

 

a1

 

kRT

1

 

 

W1/a1

MW1

кДж/кг

158,5

123,1

99,1

-

0,163

0,350

0,477

град

30,59

47,02

74,41

м/с

285,7

198,8

151,0

м/с

359,7

394,1

428,5

град

30,70

27,77

25,37

м/с

309,3

348,7

387,2

м/с

-20,54

18,86

57,35

град

96,38

84,13

72,66

-

0,035

0,323

0,523

кДж/кг

146,6

158,7

173,7

м/с

184,8

184,6

192,4

К

931,8

961,1

981,0

МПа

243739

277574

302496

К

967,0

978,2

990,8

м/с

597,4

606,8

613,0

-

0,924

0,801

0,712

м/с

597,4

606,8

613,0

-

0,478

0,328

0,246

 

 

 

 

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Результаты расчетов закрутки в трех сечениях для ступени ТНД сведены

в таблицу 2.5.

Таблица 2.5. Результаты расчета закрутки лопаток ТНД

Наименование

величины

1

Относительный

радиус

Угол выхода потока из сопел

Осевая составляющая скорости за СА

Окружная проекция абсолютной скорости

Скорость газа на выходе из сопел

Осевая составляющая скорости за РЛ

Окружная скорость

Адиабатический теплоперепад на соплах

Термодинамическая степень реактивности

Угол входа потока на РЛ

Скорость входа потока на РЛ

Скорость выхода потока из РЛ

Угол выхода потока из РЛ

Окружная проекция относительной скорости

Окружная проекция абсолютной скорости

Формула

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозн

Разм.

Сечение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

корн.

средн.

периф.

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

4

5

6

7

r/r

СР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

-

0,796

1,000

1, 204

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg(C

1a

/C

1U

)

 

 

 

 

1

град

18,2

22,4

26,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

1aср

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C1а

м/с

134,6

134,6

134,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

СР

/r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C1U

м/с

409,6

326,0

270,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

1a

/sin( α

1

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C1

м/с

431,2

352,7

302,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

2acp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2а

м/с

171,0

171,0

171,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

м/с

238,4

299,6

360,7

1СР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

2

/2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hcад

кДж/к

96,8

64,8

47,6

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

(h

ад

 

h

ад

)/h

ад

 

 

 

 

т

-

0,230

0,485

0,622

СТ

C

СТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg(C

2a

/(C

1U

U

1

))

1

град

38,17

78,89

123,76

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

1a

/sin( β

1

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W1

м/с

217,8

137,2

161,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W2

м/с

308,4

356,5

405,9

ψ

 

 

 

 

W2

2ρ

 

 

hад

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

Т

 

 

СТ

 

 

 

 

 

 

 

arcsin(C 2a /W2 )

 

 

2

град

33,68

28,67

24,92

 

 

 

 

 

 

 

W2 /cos(β2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

W2U

м/с

256,6

312,8

368,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W2U U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2U

м/с

-43,41

12,76

68,10

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Источник: https://studfile.net/preview/16435416/