Файл: Холщевников К.В. Некоторые вопросы теории и расчета ТРД.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 83
Скачиваний: 1
Величина ф подчиняется уравнению
k
/.ад.тЕ
1
Р-^ад . уз
1 —---------------------
kr
---- — RT'r kr— 1
где
Z-ад.т!
—
•ьад.т2
Коэффициент ц характеризует распределение теплоперепада ме жду ступенями турбины. Коэффициент скорости лт и углы ат на выходе из второй ступени
турбины больше, чем для первой ступени турбины.
В качестве среднего значения можно принять
д sin ат2 &
<7 (XT)lSin ат1
Фиг. 36. Зависимость api/aP2 от Тн*1Тг*.
— . — и = 0,4;
-----------р. = 0,5;
------ — у. = 0,6.
На фиг. 36 показана
зависимость оОр1/,/аа,р2 от
Тн*/Т при различных -/ и р. Из кривых видно, что при увеличении Т‘ Н I J г * и тск* снижается уровень напряжения в лопатках первой ступени по сравнению со второй. Следовательно, при больших сверхзвуковых скоростях полета, харак теризующихся увеличен
а также при больших ~к* |
|
ными значениями *7\/Г |
г,* |
||
растягивающие напряжения в лопат- |
|||||
ках второй ступени будут более высокими. |
|
||||
Соотношение между запасами прочности лопаток второй и первой |
|||||
ступеней можно записать в виде |
|
|
|
||
J2 |
а100 |
|
sin ат2 |
1 |
|
|
°100 |
7^т1 |
sin ат1 |
|
|
|
|
|
* |
п |
|
где <тюо — длительная |
(сточасовая) |
лт2 |
|
|
|
прочность. |
|
||||
Кривые длительной прочности для жаропрочных сплавов пока зывают, что в области рабочих значений температуры лопаток вели-
'98
чина о"!оо подчиняется приблизительно линейному закону. В связи с этим можем написать
аШО=0Ыо + 7<о(Л1-Л2)-
После обработки экспериментальных данных получается сред
нее значение коэффициента |
/Со=15,3. С помощью предыдущего |
уравнения также получим |
|
л2 |
7'л2 |
|
|
°IOO |
“100 |
Температуру лопаток у корня можно связать с температурой за торможенного потока газа в относительном движении на среднем
диаметре зависимостью где 9 учитывает неравномерность
распределения температуры газа по радиусу, отвод тепла и умень шение Tw* за счет снижения степени реакции в корневых сечениях (уменьшение и/ е* д). Если допустить, что в обеих ступенях коэффи
циент 0 одинаковый, то
7"л2
Следовательно, получим
Л2 |
T |
/ |
1 |
Т* |
\ |
аЮ0 __ 1 I |
Гл1 |
ту I |
1 «>2 |
I |
|
„л1 |
„Л1 ло 1 |
т* |
Г |
||
°100 |
°100 |
\ |
|
‘ |
' |
Напряжения, соответствующие длительной прочности для лопа ток первой ступени, можно связать с напряжением, соответствующим
длительной прочности при температуре, |
равной температуре газа |
||||||||
перед турбиной, следующим соотношением: |
|
|
|||||||
|
|
|
_ 1 |
*у |
¥ |
|
|
|
|
|
|
|
100 |
= Q |
Г |
|
УУ/’ |
|
|
|
|
|
100 |
|
|
||||
где Т/ — температура газа перед турбиной. |
|
|
|||||||
|
Окончательно |
|
|
|
|
|
|
||
^а2 _ |
I |
Twit?? |
|
дх fi / 1 |
ту |
(М2 Sin ат2 |
1 |
||
,, |
— ‘ "Г |
т * |
, |
я , |
''(Г I 1 |
*т I |
/; \ ■ |
Л -4-1 • |
|
Ко, |
|
|
7,-— |
|
Т„\ |
\ |
T.J |
?(1т),5,лот1 |
|
|
|
L |
|
W) |
|
|
J |
’ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.32) |
Отношение |
может быть выражено следующим уравне |
||||||||
нием, |
выведенным для условия C2a — Q, |
что, |
однако, дает неболь |
||||||
шую погрешность: |
|
|
|
|
|
|
|||
7* |
99 |
Это уравнение может быть применено |
и для второй ступени |
|||
с использованием соответствующих этой |
ступени значений *и1с л |
|||
и кт,* принимая в качестве Тг* |
температуру газа |
на выходе из |
||
первой ступени TTi. |
TZt*JT и |
t,*ZTT.^ |
|
|
Используя |
выражения для |
можно следу |
||
ющим образом |
выразить соотношение между TZi |
и TZt.' |
||
---------- И = 0,6;
-----------Н = 0,5; - ■ - р. = 0,4.
Отношение между *а/с д второй и |
первой ступеней |
имеет вид |
||||
/, и |
\ |
/ |
п — 1 |
*г-1 |
|
|
I |
-------- 1 |
/ |
—Г- - - |
|
||
\ |
/?* |
/ |
W / |
т... . |
1 |
(2.33) |
- |
... ад z 2 |
=±2.| / |
лт |
*г-1 • |
||
/ Ц \ |
«1 I/ |
Т1 |
|
|||
' сад Л |
|
|
1— 1/* Я 2 *г |
|
||
На фиг. 37 показана зависимость К^Кл от Г/у/7* ’г* |
при раз |
|||||
личных гки* |л. |
При расчетах принято |
|
||||
9=0,95; |
^- = 2,0; |
|
=0,55; ^ = 0,95. |
|||
\/1
100
Материал лопаток предполагается в обеих ступенях одинаковым *.
При 7гя* = 6,0 и при малых отношениях Тн*/Т т* для других тгк* за пас прочности у лопаток второй ступени больше, чем у лопаток пер вой ступени, что и является характерным для современных двига
телей. |
запас прочности |
В области больших значений Тн*/Т и *>6,0^ |
лопаток второй ступени турбины становится меньше, чем у лопаток первой ступени. Следует оговорить, что с учетом изгибающих на пряжений соотношения между запасами прочности должны несколь
ко измениться, но, поскольку растягивающие напряжения являются основными по величине, полученная общая закономер ность должна сохраниться.
Влияние степени повышения давления и температуры газа на размеры компрессора и турбины
Общие положения
Как показано было выше, диаметр компрессора можно выра зить через расход воздуха и коэффициент производительности
У~SpB-GK
Если расход воздуха заменить через тягу двигателя R и удель ную тягу Run, то предыдущее уравнение примет вид
О< = 1/ |
(2.34) |
кV ^в*/? удок
Соотношение между диаметром компрессора и турбины выра жается с помощью приведенных выше уравнений (2.30) и (2.31), Из уравнения (2.34) следует, что отношение диаметров ком прессоров двух двигателей, имеющих одинаковую тягу при оди
наковых значениях Ти рв,* |
будет равно |
|
|
Рк |
Ryno |
бкр |
(2.35) |
|
|||
РкО |
Кул |
Рк |
|
где индекс нуль соответствует некоторому исходному двигателю. Таким образом, соотношение между размерами компрессоров двух двигателей определяется произведением удельной тяги и ко
эффициента производительности.
Соотношение между диаметрами турбин, как следует из урав
нений (2.31) |
и (2.35), будет зависеть от |
отношения |
диаметров |
1 Отношение |
°*нх)/7'г = 2,0 является средним |
значением. |
Однако его |
изменение в реально возможном диапазоне мало повлияет на количественные результаты.
101
