Файл: Кононов, Н. И. Газовые турбины. Теория и расчет учебное пособие.pdf

нии ДС. Пересечение этого перпендикуляра с биссектриоой угла ЕСД определяет радиус закругления вогнутой стороны.

ной кромки (0,5+2,5 мм) иди радиус закругления выходной

кромки р8ых= 0 ,8+1,5 мм.

Радиус вогнутой стороны определяется по вытекающему из

формулы

C0Sjb2 + COS CP’l+ lf)

204

Величина шага лопаток t Aсвязана с г и обычно находит-» ся в пределах (0 ,б+О,8) г .

Лопатки, построенные описанным способом, в технологиче­ ском отношении просты, поскольку контур лопатки является сопряжением дуг окружностей и прямых линий.

Хорошие результаты с точки зрения получения минималь­ ных потерь достигаются тогда, когда кривизна контура ло­ патки меняется непрерывно. Поэтому в большинстве случаев выпуклая сторона профиля очерчивается по дуге параболы, либо по дуге какой-нибудь другой кривой второго порядка или выше.

7\л приближенной оценки коэффициентов скорости ( р и ф решеток таких профилей можно пользоваться оервдяенныыи данными, представленными на графиках Хрис. зо).

§ 3. Порядок расчета одноступенчатой турбины

Тепловой расчет одноступенчатой турбины можно условно разбить на два этапа: I) предварительный расчет и 2) де­ тальный расчет.

В процессе предварительного расчета производится обо­ снование и выбор числа оборотов турбины, предварительная оценка габаритов турбины, решение вопроса о необходимости и способе охлаждения рабочих лопаток и выбор профиля про­ точной части.

Число оборотов при определенной окружной скорости тесно ^вязано с габаритами турбины, прочностью облопатывания и, следовательно, со сроком службы его. Увеличение числа оборотов уменьшает поперечные размеры турбины и в то же время повышает напряжения в обдопатывании пропорционально квадрату числа.оборотов При наличии такой сложной взаимо­ связи числа оборотов с ..ругими характеристиками методиче­ ски более целесообразно выбор рационального значения

205

числа оборотов выделить в самостоятельный этап расчета. При этом не исключается и другой путь. А именно, прово­ дить детальный расчет, задавшись одним из значений числа оборотов (ориентировочно), и в конце расчета проверить допустимость работы турбины при принятом числе оборотов. Если по каким-либо причинам принятое число оборотов ока­ жется неприемлемым, то следует принять новое значение чис ла оборотов и расчет повторить.

При детальном расчете определяются параметры состояния и скорости газа по проточной части и за турбиной, размеры и профили сопловых и рабочих лопаток, параметры и харак­ теристики работы ступени или турбины. Предварительный рас чет должен предшествовать детальному.

Предварительный расчет. По известным параметрам газа определяется перепад тепла на турбину (рис. 77) по полным

учетом обеспечения заданного к .п .д . (в соответствии с формулами (3 .8 ), (8 .3 8 )), необходимых габаритов турбины и

напряжений в рабочих лопатках. Увеличение отношения по

нижает к.п.д. и уменьшает поперечные размеры турбины при

определенных значений, зависящих от положения турбины в процессе расширения (ТВД, ТСД, ТНД). Увеличение этого от­ ношения, например для ТНД сверх 3,40, практически не при­ водит к уменьшению габаритов турбины и напряжений в рабо­ чих лопатках, но существенно понижает к.п.д. турбины и

206

чаях, когда требуется получить минимальные радиальные раз меры турбины, можно допустить с2< (0 ,3 9 - 0,43) 0* .

По формуле (5 .5) находим значение

К*

‘ - ( З У

а затем и давление

В одноступенчатой турбине можно сработать перепад теп­ ла, раьный(2-3) I0J дж/кг.Однако при больших перепадах тепла нельзя получить высокие значения к .п .д . Поэтому ра­ циональными значениями перепадов тепла, срабатываемых в одной ступени, можно считать (1 ,3*2,0) I0 8 Дж/кг.

Согласно рекомендациям, изложенным выше, выбирается

и выбирается число оборотов. Задаваясь несколькими значе­

гее

Значение скорости с2 определяется по соотношению

Чтобы улучшить условия использования выходной энергии

впоследующих турбинах или устройствах и уменьшить потерй

впереходных или выхлопных патрубках или диффузорах, не­

обходимо обеспечить значение угла выхода потока газа из ступени л г в пределах от 80 до 90°. При высоких значениях

всегда удается, поэтому можно для турбин высокого давле­ ния угол а 2 допускать (выбирать) в пределах 65-90°.

Удельный объем газа на выходе из каналов рабочих лопа­ ток

209