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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 128

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

*

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чи

 

 

находим работу

на

окружности

л

 

 

 

 

 

 

Luz =

hcu'Tlu = (^az. _ fygz) Ч U

 

и к .п .д . на

окружности

 

 

 

 

 

 

| uz

 

 

 

 

4uz ~

К'оаг

 

Температура газа на выходе из каналов рабочих лопаток

последней ступени

Т<>Л7 (рис.

86) находится из

соотношения

Т:

_ т * -

\%г ■Н££

г

(9.49)

&2z

глг- 1о

£ ' С р

 

 

Найдя по формуле v2AZ=

удельный объем

газа на

Ргг выходе из каналов рабочих лопаток, определяем площадь

кольцевого сечения на выходе из турбины:

 

= 6 Vqaz

в

(9.50)

^ ^

С 2ч’SVU Aji

 

 

От площади кольцевого

сечения на

выходе из

турбины

необходимо перейти к высоте лопатки и среднему диаметру. Для этого, исходя из габаритных ограничений, можно задать­ ся в первом приближении наружным диаметром рабочего коле­ са последней ступени турбины высокого и среднего давления

не более В6г 4 0,8+1,0 м> а турбины

низкого

давления не

более

>2+1,5 м. В том случае,

когда

турбина связана

с осевым компрессором

и диаметр осевого компрессора из­

вестен,

то в качестве

первого приближения

наружный диаметр

турбины можно принимать равным диаметру компрессора. Определение относительного диаметра втулки на выходе

из последней ступени

 

 

 

d fizz

BlU

i _ 4 Fa.rz

(9.51)

D6Z

3T-D%z

 

 

245

позволяет найти относительную высоту рабочей лопатки по­ следней ступени

а

__

Dz.

=

i

+ cLgTx

(9.52)

/iz -

—

------ =—

и средний диаметр

 

1 л х

 

1

" <*Ьтг

 

последней

ступени

 

 

 

 

Az

 

D 6z •

(9.53)

 

 

 

±+Az

 

 

 

 

2Й6

В целях обеспечения надлежащих экономических и прочно­ стных показателей величина Я2 последней ступени турбины низкого давления должна быть А2> 3 ,5 . Чтобы обеспечить приемлемые габариты ТНД, Я 2 не должна быть больше 5, т .е .

5. Для последних ступеней турбин, работающих при более высоких параметрах, значение Я,2 должно быть зна­ чительно выше. При этом надо учитывать, что приД<.8+10 лопатки рекомендуется выполнять закрученными по одному из

известных методов.

 

В другом

случае задаются значением

и находят сред­

ний диаметр

облопатываник

 

(9.54)

и наружный диаметр

(9.55)

При отсутствии размеров осевого компрессора для удачно­ го выбора наружного диаметра турбины Dgz нужен опыт. При отсутствии опыта лучше задаваться Д2 .

После определения основных размеров лопатки должны быть проверены расчетом на прочность. При известной окруж­ ной скорости и размерах последней ступени определяются число оборотов турбины

и напряжения растяжения в рабочих лопатках по формуле

Задаваясь запасом прочности в пределах 1 ,9 -2 ,5 , нахо­ дим минимальный предел длительной прочности материала, из которого должны изготовляться рабочие лопатки 6TZ> кр2■брг. Для выбора материала и предела длительной прочности необходимо знать температуру в корневом сечении лопатки. Те.мпература в корневом сечении лопаток, не имеющих внут­ реннего воздушного охладителя, в предположении, что темпе­

ратура газа по высоте лопатки постоянна,

оценивается с

помощью соотношения

 

Ta.kx = E - T5 u ,

(9.58)

где £ - коэффициент, учитывающий изменение Т* по наwn

правлению к корню вследствие изменения степени реактивно­ сти, а также отвода тепла в диск. При отсутствии отвода тепла в диск значение £ лежит в пределах 0,96-0,99. При 'наличии отвода тепла в диск значение е принимается рав­ ным 0,85-0,95 в зависимости от совершенства системы охлаж­ дения и расхода воздуха на охлаждение. Расход воздуха на охлаждение должен быть учтен в расчете ГТУ.

Учитывая, что в относительном движении, которое имеет место в каналах рабочих лопаток, отвод энергии отсутству­ ет, напишем равенство, справедливое при неизменной окруж­

ной скорости

 

 

Т£_ = Т£.

.

0 -59)

и

 

 

и будем определять температуру торможения в относительном движении перед рабочими лопатками по Т^2г - температуре торможения в относительном движении за рабочими лопатка­ ми. Указанное равенство соблюдается в том случае, когда средний диаметр на входе в рабочее колесо равен среднему диаметру ла выходе из него. Если это равенство диаметров

не выдерживается, то необходимо

при определении

Tw21учесть

разницу в средних диаметрах.

 

 

 

 

Температура торможения в относительном движении для

последней ступени присл2г« 9 0 ° ,

учитывая

равенство (9.59),

определяется по следующей формуле:

 

 

 

Т*

-

Т

и |

 

у

(9.60)

1wax ~

1гг

—л И

 

 

 

где

 

2

к-1 к

^

и-#

(9.61)

 

 

С21

_ т * -

Я1Т На

1 22

122

1п

 

 

 

г*

находится

температура корня рабочих

По температуре Tw

лопаток:

(9.62)

T a.KZ = £

248

Задаваясь запасом прочности в пределах от 1 ,9 -2 ,5 , определяется необходимый предел длительной прочности ма­ териала рабочих лопаток . По температуре корневого сечения лопаток и ресурсу подбирается материал для рабо­ чих лопаток с указанным пределом длительной прочности.

В тех случаях, когда материал с требуемым подобрать не удается, необходимо уменьшить числе оборотов или, если возможно, увеличить скорость c2z.

Для более обоснованного, с первого приближения, выбора числа оборотов турбины, когда это необходимо, можно вос­

пользоваться следующей формулой:

 

п = 60

(9.63)

2£ Рл.аг. 9лКо

 

где 6Д01г - допустимая величина напряжений; принимается в соответствии с практикой газотурбостроения.

Определение размеров первой ступени. По известным И^и

профилю проточной части

находим

Си = 1,^15/ к^

й отноне-

ние скоростей

а

 

 

 

 

'

 

 

 

Ctct

 

 

 

 

 

 

 

Принимая для ТВД и ТСД £ er £ * z и ддя

 

« 0,85 £ |z ,

рассчитываем: Си =

 

 

1

 

^

 

^ С * Ь-'олСНи),

работу и к .п .д .

нн окружности

U i = h -V

4 * 1;

 

температуру газа на выходе из

каналов

рабочих лопаток

 

т

 

т *

_

Ь т

_

^2.1

 

 

l2Ai

1о

Ср

2Е7

*

 

По располагаемому теплоперепаду K-ai

находим

 

S

Р°

-

,

_

Kgl 1 'й 71

 

 

ы

- .

 

с т а

 

 

 

давление за первой ступенью ра1=

 

и удельный

объем га­

за на выходе из

каналов

рабочих

лопаток

ступени

 

 

 

V2Al

Е ^ 2Л1

 

(9.64)

 

 

 

Р 21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

249

Смотрите также файлы