Файл: Агрегаты воздухоснабжения комбинированных двигателей внутреннего сгорания..pdf

•скорости W\ при «ударном» и безударном ходе; k i — коэффици­ ент «смягчения» удара, учитывающий влияние формы лопаток и режима течения.

По экспериментальным данным, приведенным на рис. 79, при

трех приближений. Окружной к. п. д. турбины подсчитывают по формуле (108). Таким же методом рассчитывают регулировоч­ ную характеристику ступени с поворотными сопловыми лопат­ ками [14].

На рис. 80 приведена расчетная зависимость к. п. д. осевой турбины от высоты лопаток турбины турбокомпрессора 6ТК (типа ТК-38), устанавливаемого на двигателе 16ЧН 26/26.

139

140

С увеличением I уменьшается угол щ и растут потери в рабо­ чем колесе. Однако при этом уменьшаются потери с выходной скоростью и перетечки в радиальном зазоре. Поэтому к. п. д. ступени достигает максимума при определенной высоте лопаток. Отклонение высоты на 5% от оптимальной вызывает снижение к. п. д. приблизительно на 1 %.

Основные параметры некоторых турбин турбокомпрессоров приведены в табл. 3.

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ТУРБИНЫ

Анализ изменения к. п. д. и расхода газа во всем диапазоне работы турбины позволяет обоснованно выбрать ее тип, основ­ ные размеры и углы лопаточных аппаратов. Для выполнения этой задачи на стадии проектирования и доводки необходимо рассчитать характеристику турбины, т. е. зависимость к. п. д., расхода и мощности от параметров газа перед и за турбиной и ее скорости вращения. Для анализа и сравнения характеристик осевой и радиальной ступени целесообразно использовать единую методику расчета.

При расчете характеристик турбины принимают следующие допущения:

1.Течение газа осесимметричное и установившееся.

2.Показатель изоэнтропы k\ и газовая постоянная R\ неиз­ менны во всем диапазоне работы.

3.В первом приближении коэффициенты ср и ф, учитывающие профильные и концевые потери, не зависят от чисел Re. Потери на удар учитываются снижением коэффициента скорости.

входе, статическим давлением р2 на выходе и скоростью враще­ ния ротора [17]. С учетом принятых допущений можно составить несколько пар безразмерных или приведенных величин, опреде­ ляющих режим работы ступени [8, 18], например: л т и ѵ.

Уравнение неразрывности для потока газа через сопловой аппарат и рабочее колесо имеет вид

FіРгіФИ sin di = F2pr2c2a(\ + £ут),

где £уТ— относительная величина утечек газа из межвенцового зазора; рг1 и рг2— плотность газа соответственно за сопловым аппаратом и рабочим колесом.

Р г 2

сти р с помощью уравнения состояния и термодинамических соотношений, получим

г > [ я г — ф 2 ( ! — Р ) ( Я Г — 0 ]

141

ком [13]. Величина gyT изменяется в пределах 0,02—0,05. Непосредственное определение степени реактивности из.

уравнений (107) и (115) связано с громоздкими вычислениями. Входящие в уравнение ф и г]ад зависят от р и %. Поэтому расчет р при заданных л т и ѵ может быть произведен с нужной точно­ стью только методом последовательных приближений. Вместе с тем для турбокомпрессора ѵ при постоянном во времени давле­ нии на входе (или по средним параметрам в импульсном потоке) во всей области работы изменяется мало, что подтверждается опытными данными.

Поэтому для упрощения расчета решим систему уравнений (107) и (115) относительно лт при заданных ѵ и р.

Обозначим

с более высокими степенями не превышает 1%. Подставив эти выражения в уравнение (115), имеем

142