ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.10.2024
Просмотров: 81
Скачиваний: 0
По кривым, приведенным в атласе профилей [1 ], определяем угол установки профиля С-9015А:
а у = 37° 20'.
Первая рабочая решетка
Принимаем /2 = 0,65.
Для профиля Р-2617А [1] (Зус = f (t2, Р2эф)
Рус = 76° 40'.
Ширину решетки В2 принимаем равной 40 мм. Тогда (Зус = 76°40', хорда решетки
62 = 41,1 мм и t2 = b2tz = 41,1 ■0,65 = 26,70 мм.
Данные по остальным решеткам приведены в табл. 8.
8. Геометрические параметры ступени
|
Решетка |
t |
а1эф |
“у, Ру |
В |
Ь |
t |
Z |
|
|
В ° |
В 0 |
в мм в мм в мм |
|
|||
Сопловая ....................... |
0,767 |
14° 30' |
37° 20' |
30,5 |
51,5 |
39,5 |
36 |
|
Первая |
рабочая . . . . |
0,65 |
18° 30' |
76° 40' |
40 |
41,10 |
26,65 |
122 |
Направляющего аппара- |
0,602 |
24° |
78° |
40 |
41,0 |
24,58 |
132 |
|
та |
............................... |
|||||||
Вторая |
рабочая . . . . |
0,527 |
31° 20' |
76° 30' |
40 |
40,7 |
21,43 |
152 |
= |
9. |
Так как относительная высота сопловой решетки |
= t1/b1 = 22/51,5 = |
||||
0,427 мала, чтобы уменьшить концевые потери, используем меридиональное |
|||||||
профилирование. |
При Хф = |
0,263 и высоте сопл |
= 22 мм по рис. 40 |
||||
|
10. |
Определяем т]ол- |
|||||
находим г|ол = 0,786. |
|
|
|
|
|
||
|
Для определения поправки на диаметр находим |
|
|||||
|
|
|
|
1030 |
|
|
|
|
|
|
0Н |
22 |
1030 |
. |
|
|
|
|
^ ==7 |
o r = W |
= 1’47- |
|
|
|
|
|
|
22 |
|
|
|
= |
Тогда согласно рис. |
41 для сопловой решетки сварного изготовления kd = |
|||||
1,014. |
|
|
|
|
|
||
|
Поправка на меридиональное профилирование сопловой решетки (рис. 44) |
||||||
V |
С = |
1,012. |
|
|
|
|
|
|
Если применяется сопловая решетка с наборными лопатками прямой фрезе |
||||||
ровки, то вместо kMC находят &фс по рис. 43, если же сопловая решетка сварная и имеет цилиндрический бандаж, то поправка всегда равна 1.
Поправки на хорду |
и толщину кромок лопаток сопловой решетки С-9015А |
(рис. 45 и 46) kbl = 0 , 1 ; |
йД1 = 1,0. При определении &Д1 необходимо вычислить |
Ajlt1 БШССцэф.
Поправки на хорды и толщины кромок рабочих лопаток и лопаток направля
ющего |
аппарата: kbx = 0,985; |
йД[ = 1,004; |
^ь.н а = 0,995; £Дн а = 1,002; |
|
kb л = |
0,999. |
|
|
|
Поправка на отношение давлений в ступени (см. рис. 53) kz г=» 1,0. |
||||
Поправку kf, = 1,001 на величину осевого зазора находим с помощью рис. 55, |
||||
предварительно определив |
|
|
|
|
|
бЭкв — 0,85 |
= |
0,78 — Д85 |
= _ 0>0032 и |
|
1, |
|
22 |
|
|
0 = |
1030/22 = 47,0. |
||
95
Определяем поправку, учитывающую иерекрышу. Принимаем перекрышу Д/ = 1,0 мм (такая малая перекрыта осуществляется при применении так назы ваемой «разделки» на входе).
Вычисляем
|
|
|
|
|
|
Л / |
- |
1,8 |
1, 0 - |
1,8 |
ппос |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
П |
= |
22 |
= |
0,036. |
|
|
||
|
Тогда с помощью кривых рис. 54 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* д /= |
1.006- |
|
|
|
||
|
Относительный лопаточный к. п. д. по формуле (50) |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Чол = |
Чол^й^мс ■ • • k i |
= |
|
|
||||
|
= 0,786-1,014-0,985-1,004-0,995-1,002-0,999-1,001.1,0-1,006 = 0,792. |
||||||||||||||
|
11. |
|
Потери |
|
на |
трение колеса |
|
|
|
|
|
|
|||
t |
- |
f |
u g |
Чв < *\ф |
d2Д - |
Л I |
2 5 |
|
^_з |
02 , |
3 |
||||
150 \з ю- |
103°2-0'263 |
= 0,013. |
|||||||||||||
ё т р — |
( Д + А О |
d |
) ^ |
Р 1 ХФ |
\Д |
+ 2 ,Ь 103о) |
3 10 |
63,0-ю 2 |
|
||||||
|
Коэффициент Ф находим по кривой рис. 20 в зависимости от s jd |
(где sa — |
|||||||||||||
осевой размер камеры колеса) и |
числа |
Reu = — . |
|
|
|||||||||||
|
При |
sfl/ d = |
|
100/1030 = |
0,097 |
|
|
2 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Reu |
161,5-1,03 |
= 2,6 -108. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,64-10"6 |
|
|
|
|
||
|
Тогда коэффициент трения Ф = |
0,3- 1 0 '2. |
|
|
|
||||||||||
|
12. |
|
Подсчитываем потери на вентиляцию. Полагая, что на 80% неактивной |
||||||||||||
дуги имеется защитный щиток, установленный с осевым зазором 3 мм (сочетание |
|||||||||||||||
II—II), по формуле (33) и рис. |
31 |
Спп = |
0,017 + 3/22-0,8-0,37 = |
0,02. Для |
|||||||||||
остальной части дуги С0 = 0,045. |
Тогда С = (Спп-0,8 -j- С0 -0,2) = 0,02-0,8 -f- |
||||||||||||||
+ |
0,045 |
0,2 = 0,025. |
(45), определяем потерю на вентиляцию: |
|
|||||||||||
|
Пользуясь формулой |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
0,025 |
26,3 + |
36,8 |
1 — 0,353 |
• 0,2633 = 0,01. |
|
|||||
|
|
|
|
~ |
0,25 ‘ |
|
22 |
|
|
0,353 |
|
|
|
||
13. По формуле (45) подсчитываем потери на краях дуги подвода:
Ек = 0,046.
14. Вычисляем
Чо/ = Чол — hp — Ев — U = 0,792 — 0,013 — 0,01 — 0,046 = 0,723.
Решетки и основные геометрические характеристики сверхзвуковых ступеней
Двухвенечные ступени на большие теплоперепады получили наибольшее распространение в приводных турбинах различного назначения, а также как ступени заднего хода транспортных па ровых турбин и т. д.
К этой группе можно отнести двухвенечные ступени, работаю щие при перепадах давлений е = р 2/р0 < 0,25, т. е. при Мф ^ 1,5. В некоторых приводных турбинах двухвенечные ступени рассчи
таны |
на теплоперепад h0 = 1000= 1200 кДж/кг, т. е. работают |
при |
числах Мф > 3,0. |
96
Очевидно, что для столь широкого диапазона чисел М необхо димо рекомендовать много стандартных комбинаций профилей для лопаток ступеней. Такие комбинации профилей разработаны и исследованы только для ограниченных значений чисел М. По этому наряду с рекомендациями по расчету и применению стан дартных комбинаций профилей следует привести некоторые ре комендации по выбору и профилированию сопловых аппаратов, а также рабочих лопаток для любых значений чисел М и отношений
скоростей |
хф. |
зоне теплоперепадов h 0 = 400-е600 |
|
|
Для работы в |
кДж/кг |
|||
(т. е. е = |
р 21р0 = |
0 ,2 -е 0,08) |
предназначены комбинации |
профи |
лей МЭИ |
KC-0B, |
КС-IB и |
КС-2В. Основные характеристики |
|
этих комбинаций приведены в табл. 9.
Сопловые решетки типа В имеют конфузорно-диффузорный межлопаточный канал. В качестве площади сопловой решетки в табл. 9 взята площадь минимальных сечений решетки. Степень расширения межлопаточного канала определяется по
где Мф — число Маха, определяемое по располагаемому теплоперепаду ступени.
9. Геометрические характеристики сверхзвуковых ступеней
Ступень |
|
РеШетка |
Профиль |
“ гФ' |
F /F t |
|
“ *Ф в |
||||
|
|
|
|
|
|
|
С о п л о вая ....................... |
С-9012В |
10—12 |
1,0 |
|
кс-ов |
Первая |
рабочая . ■ . |
Р-2118В |
16—19 |
1,6—1,65 |
Направляющего аппарата |
Р-3021Б |
19—24 |
2,7—2,8 |
||
|
Вторая |
рабочая . . . |
Р-5033А |
30—35 |
3,8—4,0 |
|
С оп ловая....................... |
С-9015В |
13—15 |
1,0 |
|
КС-1В |
Первая |
рабочая . . . |
Р-2525В |
20—23 |
1,6—1,64 |
Направляющего аппарата |
Р-3525Б |
23—28 |
2,7—2,9 |
||
|
Вторая |
рабочая . . . |
Р-5535А |
34—39 |
3,8—4,0 |
|
С опловая....................... |
С-9022В |
18—23 |
1,0 |
|
КС-2В |
Первая |
рабочая . . . . |
Р-2926В |
24—27 |
1,6—1,64 |
Направляющего аппарата |
Р-4629Б |
26—32 |
2,7—2,9 |
||
|
Вторая |
рабочая . . . . |
Р-6038А |
35—44 |
3,8—4,0 |
Если |
учесть, |
что степень реактивности |
р«£0,1 |
и отношение |
|
h0li0 < 0 ,5 , то с необходимой степенью точности можно считать, что
Mlt 0,98МФ.
4 В. И. Абрамов |
97 |
В соответствии с числом М.и устанавливается необходимая
степень расширения межлопаточного канала |
[1, 2 ] |
и, следова |
||
тельно, величина относительного шага решетки. |
|
|||
Отношения площадей, указанные'в табл. 9, рекомендуются |
||||
для |
относительных |
скоростей ы/сф = 0,24т-0,28. |
|
|
Двухвенечные |
сверхзвуковые ступени, |
работающие при |
||
Мф ^ |
2 ,0 , проектируют на отношение скоростей хф, |
существенно |
||
меньшее оптимального. Ограничения на величину окружной скорости на среднем диаметре колеса (или на периферии обода) определяются механическими свойствами материала лопаток и диска, способом крепления лопаток и экономическими факторами. Например, при окружных скоростях и ^ 300 м/с обычные спо собы крепления лопаток не обеспечивают необходимых запасов прочности, и поэтому необходимо лопатки приварить к ободу колеса.
При малых отношениях скоростей хф возрастает влияние по терь в рабочих решетках, особенно первого ряда, на к. п. д. сту пени. Если при хф = 0,25 изменение коэффициента потерь ра бочей решетки первого ряда рабочих лопаток Д£л = 1 % вызы вает изменение к. п. д. ступени на 0,5—0,6%, то при хф = 0,15 — соответственно на Arj = 0,75-ь0,8%. Таким образом, правильный выбор и обеспечение оптимальных условий работы сопловой и первой рабочей решетки является условием получения высокого к. п. д. ступени при низких значениях хф.
В настоящее время нельзя сказать, что задача выбора типа сопловой решетки сверхзвуковой регулирующей ступени решена определенно, поскольку недостаточно экспериментальных дан ных. Тем не менее можно сформулировать некоторые важные ре
комендации. |
давлений е = |
1. Для ступеней, рассчитанных на перепады |
|
— pjpo = 0,08-ь 0,25, рекомендуется применять |
профилирован |
ные сопловые решетки С-9015В, С-9022В и другие. При таких перепадах давлений необходимая степень расширения канала сопловой решетки может быть обеспечена плоским профилирова нием. С уменьшением е, т. е. с ростом перепадов давлений, начи нает интенсивно расти степень расширения соплового канала.
Например, при е = 0,03 (Мф = |
2,9) степень расширения межло |
паточного канала / = 4,2 = |
Получить такую степень |
расширения профилированием канала в плоских сечениях можно только при очень большой величине хорды сопловых лопаток. Становится необходимым пространственное профилирование ка нала, т. е. профилирование и в меридиональном сечении (рис. 62 и 63). Поскольку методы профилирования пространственных кри
волинейных каналов для сверхзвуковых скоростей |
разработаны, |
||
недостаточно, такие решетки имеют в настоящее |
время весьма |
||
высокие значения коэффициентов |
потерь. |
давлений е = |
|
2. Для ступеней, рассчитанных |
на |
перепады |
|
-- Р^Ро = 0,005-ь 0,08, рекомендуется |
применять |
осесимметрич |
|
98