Васильев Ю.А., Лоскутникова Г.Т., Андреев Е.А. - Расчёт и проектирование газовой турбины (1041740), страница 6
Текст из файла (страница 6)
По 0 определяем шаг прямой решетки и ее ширину Ь„„. Коэффициент потерь в сопловой радиальной решетке можно принять равным коэффициенту потерь в прямой решетке. Он находится по приведенным в [2) характеристикам. Число лопаток сопловой решетки рассчитывается по формуле: 50 (4.4) 2. гг Ь„, (п(гр /г ) расходах (при малых н,г ) для увеличения йо следует уменьшить скорость См= С~ згнаг за счет уменьшения значения угла иг (до 12+15 ).
Если Ьп по- р лучится менее 4+6 мм, то нужно применить парциальный подвод. Ширина сопловой решетки определяется по формуле, аналогичной формуле (1.10): лг )йТ т Я гг Р Р,.(т, 1((Ли) апа, (4.5) Ширина рабочего колеса на наружном диаметре (4.6) )го =)г, +г))г где /з(г - перекрыша (обычно Ь(г = 0,5-:1,5 мм). Для плавного изменения меридионального сечения задаются отношением Сг„ / С„= 0,7+1,2. Угол,0г и высота выходных кромок определяются по формулам: зги)1г = С„ /И'г, (4.
7) )г,„ (шг —,) ~Кт„', (4. 8) »г к и тгг., Р.г ~-~, ~7(Л.г) з1лРг.р Ширина лопаток колеса на выходе (на ьзг,р) выбирается в пределах (0,1+0,2) ьзь Очертания боковых поверхностей рабочего колеса выбираются произвольно, но таким образом, чтобы было обеспечено плавное изменение проходных сечений. Выходная часть лопатки отгибается в сторону, обратную вращению, чтобы выполнялось условие Сг„= О. Угол отгиба соз0г, = и /зр гр (рнс.15). Углы )1г„на разных диаметрах определяются из соотношения .Щ~,„=», .гдов,„,. Рабочее колесо радиально-осевой турбины имеет меньшее число лопаток я„чем осевое, так как оно определяется по 1 = 045+065 на среднем диаметре выхода из колеса. Ширина колеса на входе )го определяется скоростью Сг и углом аь При больших плотностях рабочего тела и умеренных 51 Относительная скорость на выходе найдется из соотношения: (4.9) 2 2 2 з зз 2 где (4.10) (4.11) ° ' )" 1 г 2ЙЯ Тогда (4.12) (4.14) г г Ф вЂ” 1 и,— и, т' =т„'-— Из (4.14) следует, что температура торможения в процессе течения по колесу уменьшается.
Выбор зазоров производится по опытным данным. Осевой зазор Аз слабо влияет на пг. Его выбирают в пределах Аз = (0,05+0,15)Ьн, но не менее 0,5+1,0 мм. Более существенное влияние на г1г оказывает зазор на выходе из колеса Агз, Его выбирают в пределах Агз = (0,015е0,03)Ье но тоже не менее 0,5+1,0 мм; Аг! > 0,5+1.0 мм. 52 7.
Пример расчета предкамерной радиально-осевой центростремительной турбины Таблица 3 № Наименование ' величины Обозна- чение Формула,прчмечания мер- ность иа 1. Исхо ные анные Расход газа кг!с 85 Мощность тур- бины кйт 4200 Ть' 700 Дж/кг хК 280 4. Газовая посто- янная Показатель адиабаты 1,33 Н!м 140х10 Н!м Давление на выходе 100х10 1)с 2410 8. Частота враше- ния 1,4 ,5х10 ж/кг lг — 1 Адиабатная ра- бота 1О.
137 л.г 12. со>ап Температура торможения иа входе Давление на входе в турби- н Степень расширения газа в турбине Коэффициент быстроходнос- ти Угол потока на выходе из соплового аппа- рата Определяются из энергетического баланса ТНА Хг = 2)У КПД насосов окислителя н горючего известны, КПД турбины задаемся.
Определяется из расчета насоса окислителя 2 Расчитываемые и выби аечые величины 6 = —, Определяется из замыкаРо Рз ния энергетического баланса 74г = 2)ух„ В этой области превосходит осевую турбину а) Определение отношения 17КСг а~ Нлос = тхоуь Задаемся ш = 1...1,08; а — горло, г - шаг глоые ад)' ы 53 Задаемся ,%. = /)з - 1О' 13. 90 Угол потока на входе в колесо 14. Задаемся углом атаки 1 = -1О' Угло- 100 15. б) Определение степени реактивности рг и наружного диаметра Рз 16.
Отношение 0,5 днам ов Задаемся 17. 0,975 па та Задаемся 0,9 Сзе'Сз 19. 0,82 0,52 Тепловая сте- 20. пень реактивности бины Дж/кг ,19х10' Адиабатная работа соплового 21. аппа ата 252 м/се к. с/, — — /2хС 22. Сыа м/с 246 с с,=е см, 23. ата м/с 246 //~/С =1 24., Окружная ско- ость 0,204 25, Наружный днам Угол установки лопаток колеса на входе Отношение скоростей в области макси- мума ожидае- мого г/ = Г/ТОУсь), или Скоростной коэффициент соплового ап- Скоростной коэффициент колеса Отношение осевой и мери- дианальной око остей Адиабатная скорость на выходе из со- пел Скорость на выходе из соплового аппа- г/исз = созна - з/паз кс~9з СУсз /Т/з/Сы) оптимальны в области (гр) - 0,8 Рзср/Р~ Задаемся Рзср/Рз = 0,3+0,6 Сз известно из треугольника скоростей иа входе в турбину Рг и1 ит сы = ./'/9 — з/г — — ' /' 1 — рг с, и, с, Угло- вые граду- сы вые граду.
сы 54 в) Расчет соплового аппарата 26. 'ус Задаемся радиальным заза!юьс м 0,21 с»с - Рс = 0,003 Радиус входа в сопловой аппа- 27. 0,137 гь Задаемся гь = — =1,3 р1 ат 28. Критическая скорость звука м!с а, = ~2 лТь йь-! 460 аст Приведенная скорость 0,535 29. Ла 2 Л„ Х-11 Ф-1Ля -. =,Г,:, яь! Число М 30. 0,508 Число М, по адиабатной ско ости Аналогично п.30 0,520 31. 2 4[Л,) = П вЂ” Л')] 2 Л+! 0,75 Приведенный расход 32 9 [Л.ь) 0,99 Коэффициент давления ы1 33, я — 1 1- — [ — а)' [с +1 ср Х[л, ) 7, [Лв) о,= 1 — — Л'а /с — 1 !с+1 0,025 Высота сопло- вой решетки 2 ь ° 1 т= /Л[ )зч м067 )с+! 90 Угол потока на входе в сопло- вую решетку Задаемся 35.
36. 37. Эффективный Углов. 18 30' адусь ап» угол решетки Диаметр вьтода из соплового аппарата по выходным кромкам лопа- ток Профиль прямой решетки, используемый лля радикчьной сопловой решетки,С-9022 А с| ь Л., = р х Лаы Ла = — ' = У[ —,) ттт[й'ь Ь, = .' ",где псехР, Рь о,9[Ла )5!па, Выбираем из атласа [2] по аь Мсс,ь ас = 20' ас ь = огсз!п~аЦ, з!пасут, где шп1,08 — азме межлопаточного канала Угловые Град»' сы 55 Относительный 38. 0,8 шаг прямой решетки сток Установочный Определяется по характеристикам иля 39. 44'11' ол Задается 40.
1,3 Таблицы [2] 41. 0,0193 Шаг прямой шетки 42. 0,0154 Ширина прямой ешетки 43. Ь„= Ь„,„~з/нл 0,0134 Коэффициент поте ь По характеристикам профиля [2] 0,04 Р = 9/! - Ь"1 45. 0975 па ага Количество со- 46. 21 з, пловых лопаток бины г) Параметры потока в рщгиальном зазоре между сопловым аппаратом и колесом н/м 139х10 Р,1 = 2г1Р2 Давление тор- можения 47. 118 1О 48.
Статическое давление н/ч ' х Р1 = Р 1 Статическая температура 672 т =т, [1 — ).'н ) Ь вЂ” '1 /г е1 49. т, кг/м 62,8 атг, 50 Плотность газа м/с 85 Из треугольника скоростей 51. Относительная ско ость К 673 Т„, 52. движении 452 а,= 2 ят., /! +1 53. О„1 нем движении 0,188 Л„, =и,/о, 54 Приведенная око сть Относительная высота прямой шетки Хорда профиля прямой решет- ки Скоростной коэффициент соплового ап- Температура торможения в относительном Критическая скорость звука в относитель- Выбираем нз оптимачьных значений / = — = 0,7е0,9для сопловых Ь, 2я Ьм з,= х — ~ !п[г, /г,) Т =Т— 2 2 1 2 2/г 1 х[с — зг ) Я /2-1 2 2 с, — и, 56 5 6 н)м 119х10 Полное давление в относи- 55. а(Ла ) Рм =Ра тельном дви- жении д) параметры потока на выходе нз колеса ()г М2С 123 выхода ,31х10 Аднабатная ра- бота на колесе С 22 м)с Относительная !41 Сж С2а2С2 = 0,82 - задаемся 59.
69 м)с 60. 29'18' саг))2 = ()2М'г м)с выход из коле- са Углов. Г12ад. 62. 90' 653 63. 7 2 64. Критическая а „, скорость звука в относитель- ном движении 0,317 65. Приведенная скорость Л„з =)г )а Л 2 0,48 66. Приведенный 9(Л 2) расход 56. Окружная скорость на среднем диаметре скорость на выход вз коле- са Осевая скорость на выхо- де Угол потока иа выходе в абсолютном дви- жении 61.
Абсолютная скорость на Угол потока на выходе в абсолютном дви- жении Температура торможения в относительном движении )«2 = Чг принимаем !я = 0,86 —.0,92 С = (1)2 Б(лР )2 +()р,Соф~ -()) а, = агсг8 И'2 Саз)32 — () 8-1 ()~~ — ((~ 2 1 )г)1 а,, = 2 — )!Т„ Л 1е! Л вЂ” 1 г 9(Л.2)= — (1- — Л'.,)' ' х )га )г -«1 Угло- вые граду- сы 57 105я10' Полное давление в относи- Р г 67.
где тельном движении на вы- Рг=Рг ходе из лопаточного канала 68. Статическая температура тг т, =т.',(1- 1л',! !г+1 К Температура торможения тг я — 1 г т =т- — с 2 ай 69. 645 Критическая Скорость звука 8 8~1 70. м!с 442 ~ рг Приведенная ско сть Л г Сг о рг 71. 0,156 102х10 Давление тор- можения Рг 72. г-! —,=(1-:Лш) г Рг Я вЂ” 1 г сг 73. Плотность газа на выходе кг)м 55,7 Задаемся 0,027 75. 0,102 Средний диаме на выходе 77г,рг)зг = 0,5 Задаемся ))г = 0,204 76. 0,066 йг Высота лопаток на выходе 77, 0,041 78 0,487 грг Ьг. Задаемся 79. Относительный шаг решетки колеса 0,02 80 16 81 27 Угол лопаток Тип колеса пол отк ытое Высота лопа- ток на входе Хорда лопатки колеса на диаме е )зг, Шаг ешетки Количество лопаток г-г Рг .! !' Ррг Рг Рг=йт г е) расчет рабочего колеса Ьл = )г, + г!)г, где г!Ь = 0,5+1,5 мм— -пе ек ыша тгз)лт )гг, = шЯОг рР 19(Л г)г!лдг р г!лфг, =Сг,/7рг, Сг, 'С, =082 Задаемся 0,2 ))г (О,1+0,2 — рекомен- дация) По пп.78 и 79 г„= яПгм (г, Задаемся углом отставання потока Угло- 2'1 8', )!г„р = 29'1 8' вые г!эад\'- сы 58 Закон изменения по радиусу гла лопаток 0,026 Среднее значе- 84.
Задаемся 0,0035 ние переднего осевого заза а Ьыи/~ Средняя высота лопатки ко- 7грр 0,046 ж) Определение работы, мощности и КПД турбины 86. Окружной КПД 0,874 Д ~кг,бчх!0 1., =Ч„1., 87. Озруящая работа Дж(кг Мощность дис- )у кового трсник 5 3 79„р䄄— - 2СерзрЧ т Ке = г,'т!р, С„р = 0039г'1(ке 88 кВт 4813 89 Мощность тур- Л'г У г 1' ~~ь бины прн нуле- (лз = О) У =Х х(тг-тр ), т, =0 вом зазоре Дз, =0 0,87 Чг ~г()~ з 8 ~т (от=О) КПД турбкны и изз, =0 О,! 9!. Относительное ДЧг =1,3 — ~ Ч г 16з О) а.,р бчг ' Чрез = 0) вом зазо 0,784 Эффективный КПД бины 92 51,0 Эффективная удельная работа ины 2 Л"г ~г тг 4340 кВт гт г 7рг = Чг тг Ет 94, Эффективная мощность тур- бины на ватт Примечания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
