Определение параметров потока за лопаточным венцом рабочего колеса на среднем диаметре

  3.1 Скорость истечения газа из рабочего колеса в относительном движении при изоэнтропическом расширении газа вычисляем по формуле:

  3.2 Приведенное значение изоэнтропической скорости w_2s вычисляем по формуле:

  3.3 Приведенное значение действительной скорости истечения газа из рабочего колеса в относительном движении вычисляем по формуле:

      где  – коэффициент скорости рабочего колеса, задаемся

     3.4 Величину угла выхода потока из рабочего колеса в относительном движении вычисляем по формуле (первое приближение):

      где

 

3.5 Степень конфузорности межлопаточного канала вычисляем по формуле:

  3.6 Уточняем значение коэффициента скорости , используя номограмму [2]:

  3.7 Уточенное значение приведенной действительной скорости истечения газа из рабочего колеса в относительном движении вычисляем по формуле:

  3.8 Уточненное значение

  3.9 Уточненное значение угла выхода потока из рабочего колеса в относительном движении вычисляем по формуле:

  3.10Определяем угол отставания потока в косом срезе рабочего венца, используя номограмму [2]:

 

  3.11 Эффективный угол выхода из решетки вычисляем по формуле:

  3.12 Угол установки профиля в решетке определяем по графику [2]:

   3.13 Хорду профиля лопатки рабочего колеса в среднем сечении вычисляем по формуле:

  3.14 Оптимальный шаг решетки рабочего колеса вычисляем по формуле:

     где  - относительный шаг решетки, используя номограмму [2] принимаем

  3.15 Оптимальное число лопаток в венце вычисляем по формуле и округляем до целого:

3.16 Уточненное значение оптимального шага решетки вычисляем по формуле:

  3.17 Ширину межлопаточного канала в горле вычисляем по формуле:

 

3.18 Статическая температура на выходе из рабочего колеса:

  3.19 Осевые и окружные составляющие относительной скорости на выходе из рабочего колеса вычисляем по формулам:

  3.20 Окружную составляющую абсолютной скорости вычисляем по формуле:

  3.21 Абсолютную скорость за рабочим колесом вычисляем по формуле:

    3.22 Полную температуру на выходе из ступени вычисляем по формуле:

  3.23 Приведенное значение абсолютной скорости за рабочим колесом вычисляем по формуле:

Полное давление потока на выходе из ступени

  3.24 Угол выхода потока в абсолютном движении вычисляем по формуле:

  3.25 Теоретическую работу ступени вычисляем по формуле:

 3.26 Мощность, вырабатываемая ступенью вычисляем по формуле:

  3.27 Окружной КПД ступени вычисляем по формуле:

      где υ – коэффициент использования выходной энергии газа, задаемся  ;

  3.28 Используемыйтеплоперепад вычисляем по формуле:

  3.29Потери энергии в сопловом аппарате вычисляем по формуле:

 

 

  3.30 Потери энергии в рабочем колесе вычисляем по формуле:

 

  3.31 Потери энергии с выходной скоростью вычисляем по формуле:

 3.32 Используемыйтеплоперепад в ступени вычисляем по формуле:

4. Расчёт параметров потока по радиусу проточной части при профилировании лопаток по закону постоянной циркуляции           ( ).

4.1 Расчет параметров потока в корневом сечении при профилировании лопаток по закону постоянной циркуляции

  4.1 Угол абсолютной скорости газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

где

 - средний радиус на входе в ступень турбины;

  4.2 Осевую составляющую абсолютной скорости в осевом зазоре принимаем:

  4.3 Окружную составляющую абсолютной скорости газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

  4.4 Абсолютную скорость газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

 

 

 4.5 Изоэнтропическую абсолютную скорость газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

  4.6 Изоэнтропическую работу в сопловом аппарате вычисляем по формуле:

  4.7 Окружную скорость решетки на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

  4.8 Окружную скорость решетки на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

 - средний радиус на выходе из ступени турбины;

  4.9 Окружную составляющую абсолютной скорости газа за рабочим колесом вычисляем по формуле:

   4.10 Осевую составляющую абсолютной скорости газа за рабочим колесом принимаем:

  4.11 Угол абсолютной скорости газа за рабочим колесом вычисляем по формуле:

  4.12 Изоэнтропическую степень реактивности вычисляем по формуле:

  4.13 Кинематическую степень реактивности вычисляем по формуле:

4.14. Абсолютная скорость газа за турбиной

4.15. Угол выхода потока из РК в относительном движении

4.16. Угол входа потока в РК в относительном движении

4.17. Угол поворота потока в решетке РК

4.18. Относительная скорость газа на выходе из РК

4.19. Относительная скорость газа на входе в РК

 

 

4.20. Приведенная абсолютная скорость газа в осевом зазоре

температура торможения по абсолютной скорости газа в осевом зазоре постоянна на всех радиусах.

4.21. Приведенное значение окружной скорости

4.22. Температура торможения относительной скорости в РК

4.23. Приведенная относительная скорость газа на входе в РК

4.24. Приведенная относительная скорость газа на выходе из РК

4.25. Приведенная абсолютная скорость газа на выходе из РК

 

Расчеты параметров потока на среднем и периферийном диаметрахпри профилировании лопаток по закону постоянства циркуляции сведены в таблицу1 Приложения 2.

 

5.Расчёт параметров потока по радиусу проточной части при профилировании лопаток по закону постоянства угла абсолютной скорости α₁=const для втулочного диаметра

5.1 Радиус в осевом зазоре:

5.2 Радиус на выходе из рабочего колеса:

5.3 Средний радиус:

5.4 Угол абсолютной скорости газа в осевом зазоре принимаем:

5.5 Осевую составляющую абсолютной скорости в осевом зазоре вычисляем по формуле:

5.6 Окружную составляющую абсолютной скорости газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

5.7 Абсолютную скорость газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

5.8 Изоэнтропическую абсолютную скорость газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

5.9 Изоэнтропическую работу в сопловом аппарате вычисляем по формуле:

5.10 Окружную скорость решетки на входе и выходе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

5.11 Окружную составляющую абсолютной скорости газа за рабочим колесом вычисляем по формуле:

5.12 Осевую составляющую абсолютной скорости газа за рабочим колесом принимаем:

5.13 Изоэнтропическую степень реактивности вычисляем по формуле:

 

5.14 Кинематическую степень реактивности вычисляем по формуле:

5.15Угол абсолютной скорости газа за рабочим колесом вычисляем по формуле:

5.16Абсолютную скорость газа за турбиной вычисляем по формуле:

5.17Угол выхода потока из рабочего колеса в относительном движении вычисляем по формуле:

5.18Угол входа потока в рабочее колесо в относительном движении вычисляем по формуле:

5.19Угол поворота потока в решетке вычисляем по формуле:

4.20Относительную скорость газа на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

 

5.21Относительную скорость газа на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

5.22Приведенную абсолютную скорость газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

5.23Приведенное значение окружной скорости на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

5.24Температуру торможения относительной скорости на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

5.25Приведенную относительную скорость газа на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

5.26Приведенную относительную скорость газа на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

5.27Приведенную абсолютную скорость газа на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

 

Расчеты параметров потока на среднем и периферийном диаметрах при профилировании лопаток по закону постоянства угла абсолютной скорости сведены в таблицу 2  Приложения2.

По результатам расчетов ступени осевой турбины по закону постоянства угла абсолютной скорости строим треугольники скоростей для каждого сечения(Приложение 3). А также изменение параметров потока по радиусу пера лопатки, изображаем в Приложении 4.

 

6. Расчёт параметров потока по радиусу проточной части при профилировании лопаток по закону гиперболического возрастания к корню тангенса угла потока в осевом зазоре

6.1 Радиус в осевом зазоре:

6.2 Радиус на выходе из рабочего колеса:

6.3 Средний радиус:

6.4 Угол абсолютной скорости газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

где

6.5 Осевую составляющую абсолютной скорости в осевом зазоре принимаем:

 

6.6 Окружную составляющую абсолютной скорости газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

6.7 Абсолютную скорость газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

6.8 Изоэнтропическую абсолютную скорость газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

6.9 Изоэнтропическую работу в сопловом аппарате вычисляем по формуле:

6.10 Окружную скорость решетки на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

6.11 Окружную скорость решетки на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

 

6.12 Окружную составляющую абсолютной скорости газа за рабочим колесом вычисляем по формуле:

6.13 Осевую составляющую абсолютной скорости газа за рабочим колесом принимаем:

6.14 Кинематическую степень реактивности вычисляем по формуле:

6.15 Изоэнтропическую степень реактивности вычисляем по формуле:

6.16 Угол выхода потока из рабочего колеса в абсолютном движении вычисляем по формуле:

6.17 Абсолютную скорость газа за турбиной вычисляем по формуле:

6.18 Угол выхода потока из рабочего колеса в относительном движении вычисляем по формуле:

 

 

6.19 Угол входа потока в рабочем колесе в относительном движении вычисляем по формуле:

6.20 Угол поворота потока в решетке вычисляем по формуле:

6.21 Относительную скорость газа на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

6.22 Относительную скорость газа на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

6.23 Приведенную абсолютную скорость газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

6.24 Приведенное значение окружной скорости на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

6.25 Приведенное значение окружной скорости на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

6.26 Температуру торможения относительной скорости на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

6.27 Температуру торможения относительной скорости на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

6.28 Приведенную относительную скорость газа на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

6.29 Приведенную относительную скорость газа на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

6.30 Приведенную абсолютную скорость газа на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

Расчеты параметров потока в среднем и периферийном сечениях при профилировании лопаток по закону гиперболического возрастания к корню тангенса угла потока в осевом зазоре сведены в таблицу3 Приложения 2.