Газодинамическое проектирование турбины высокого давления ТРДД Д-36

.

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

;

.

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

.

46. Определим скорость газа на выходе из СА:

.

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

;

;

.

48. Определим плотность газа на выходе из СА:

, где 

газовая постоянная.

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

;

.

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

.

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

.

52. Определим относительную скорость потока на входе в РК:

.

53. Рассчитаем термодинамические параметры газа на входе в РК:

;

;

.

54. Определим приведенную скорость потока в относительном движении:

.

55. Определим полное давление в относительном движении потока:

.

3.2.2 Параметры потока на выходе из рабочего колеса

 

56.  Определим термодинамические параметры потока:

.

По термодинамическим  функциям определяются:

;

.

57. Определим изоэнтропическую скорость потока в относительном движении

.

58. Определим приведенную изоэнтропическую скорость потока в относительном движении:

, здесь принимаем  .

59. Определим скорость потока в относительном движении, учитывая, что коэффициент скорости РК выбирается из диапазона:

;

.

60. В зависимости от значений и определим коэффициент восстановления полного давления по графику рисунка 3, методики [2], .
61. Определим угол выхода потока из РК в относительном движении:

.

62. В зависимости от значений и найдем значение угла отклонения в косом срезе рабочих лопаток по графику рисунка 4, методики [2], .
63. Определим эффективный угол на выходе из РК:

.

64. В зависимости от разности углов найдем              установки профиля в рабочей решетке по графику рисунка 5, методики [2], .
65. Определим хорду профиля лопатки РК:

.

66. В зависимости от значений и найдем оптимальный относительный шаг решетки РК по графику рисунка 6, методики [2], .
67. Определим оптимальный шаг решетки РК в первом приближении:

.

68. Определим оптимальное число лопаток РК:

, принимаем  .

69. Определим окончательное значение шага рабочей решетки:

.

70. Определим величину горла канала рабочих лопаток:

.

71. Определим относительную скорость на выходе из РК:

.

72. Определим энтальпию и температуру газа на выходе из РК:

;

.

73. Определим плотность газа на выходе из РК:

.

74. Определим осевую и окружную составляющие относительной скорости:

;

.

75. Определим окружную составляющую абсолютной скорости потока за РК:

.

76. Определим абсолютную скорость газа за РК:

.

77. Определим угол выхода потока из РК в абсолютном движении:

.

78. Определим полную энтальпию газа за РК:

.

3.2.3 Расчет эффективной работы ступени с учетом потерь на трение диска и в радиальном зазоре

 

79. Определим удельную работу газа на лопатках РК:

.

80. Определим потери на утечку. В конструкциях современных турбин ГТД для снижения утечек обычно на рабочих колесах применяются бандажи с лабиринтными уплотнениями. Утечки через такие уплотнения определяются по следующей формуле:

,

где

коэффициент расход лабиринтного уплотнения, значения которого располагаются в  диапазоне 0.6…0.8;

площадь зазора в уплотнении;

давление и плотность на среднем  диаметре на входе в РК;

число гребешков в уплотнении, значения которого располагаются в  диапазоне 2…4;

отношение давлений на уплотнении.

Определим каждое из составляющих:

Для определения давления сначала находятся изоэнтропическая приведенная скорость потока на входе в РК на периферийном диаметре:

;

Найдем давление на периферии:

.

Теперь найдем отношение  давлений на уплотнении:

.

Примем  и , тогда утечки через лабиринтное уплотнение будут равны:

Теперь определим потери на утечки:

.

81. Определим потери энергии на трение диска ступени о газ:

,

где

;

.

Тогда

.

82. Определим суммарную потерю энергии:

.

83. Определим полную энтальпию газа на выходе из РК с учетом потерь на утечки и трение диска:

;

.

84. Определим энтальпию газа по статическим параметрам на выходе из РК с учетом потерь на трение диска и утечки:

;

.

85. Определим полное давление газа на выходе из РК с учетом потерь на утечки и трение диска:

.

86. Определим действительную эффективную работу ступени:

89. Определим действительный КПД ступени:

,

где величина определяется с помощью ТДФ по величине :

;

.

90. Найдем отличие действительной эффективной работы от заданной:

,

Удовлетворяет условию, так как действительная работа отличается от заданной менее чем на 3%,  следовательно, расчет ведется правильно.

 

3.3 Расчет параметров потока на различных радиусах

 

91. Определим относительный диаметр втулки:

.

92. Определим угол выхода потока в абсолютном движении:

.

93. Определим коэффициент скорости:

.

94. Определим абсолютную величину скорости потока на выходе из СА:

.

95. Определим окружную составляющую абсолютной скорости:

.

96. Определим осевую составляющую абсолютной скорости:

.

97. Определим изоэнтропическую скорость истечения газа из СА:

.

98. Определим термодинамические параметры на выходе из СА:

;

;

;

;

.

99. Определим статическое давление:

.

100. Определим плотность газа:

.

101. Определим окружную скорость вращения колеса:

.

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

.

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

.

104. Определим относительную скорость у втулки:

.

105. Определим термодинамические параметры на входе в РК в относительном движении:

;

;

.

106. Определим полное давление на входе в РК в относительном движении:

.

107. Определим приведенную относительную скорость на входе в РК:

.

108. Определим относительный  диаметр периферийного сечения:

.

109. Определим угол выхода потока из СА в абсолютном движении:

.

110. Определим коэффициент скорости:

.

111. Определим абсолютную скорость на выходе из СА:

.

112. Определим окружную и осевую составляющие абсолютной скорости:

.

.