ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2024
Просмотров: 16
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Расчет треугольников скоростей производится для трех сечений – корневого, среднего и периферийного.
Определяется средний диаметр в сечении перед соплами
| (3.29) |
Вычисляется окружная проекция скорости в корневом сечении
| (3.30) |
После преобразования формулы 3.28, определяется окружная проекцию скорости на среднем диаметре
| (3.31) |
Меридиональная проекция относительной скорости равна меридиональной проекции абсолютной скорости .
Далее вычисляется окружная скорость, проекция относительной скорости на окружное направление и относительная скорость на среднем диаметре
| (3.32) |
| (3.33) |
| (3.34) |
Меридиональная скорость на среднем диаметре с1sc в соответствии с принятым законом распределения скоростей постоянна, т.е. равна с1sк.
Определяется действительное и теоретическое значения абсолютной скорости на среднем диаметре
| (3.35) |
| (3.36) |
Располагаемый теплоперепад в рабочей решетке находится по формуле
| (3.37) |
Вычисляется степень реактивности
| (3.38) |
Относительная скорость за рабочими лопатками находится по формуле
| (3.39) |
Средняя меридиональная проекция скорости с2s принимается равной c1s.
Вычисляются
| (3.40) |
| (3.41) |
| (3.42) |
| (3.43) |
Желательно, чтобы значение угла α2 находилось в пределах 70 – 80 °, что может быть достигнуто, например, путем небольшого изменения диаметров (т.е. параметра ).
Определяется температура, давление и плотность газа перед рабочими лопатками первой ступени:
| (3.44) |
| (3.45) |
| (3.46) |
| (3.47) |
Диаметр периферийного сечения находится из уравнения неразрывности
| (3.48) |
Принято
= 0,98.
Определяются параметры газа за ступенью
| (3.49) |
| (3.50) |
| (3.51) |
| (3.52) |
Вычисляется диаметр периферийного сечения на выходе из рабочих лопаток ступени
| (3.53) |
Принято = 0,96
Дальнейший расчет газовой турбины предлагается свести в таблицу 3.2.
Таблица 3.2.
Параметры | Диаметр сечения d, м. | ||
1,242 м | 1,359 м | 1,452 м | |
Окружная скорость, м/с | 195,000 | 213,316 | 228,037 |
Окружные проекции скорости, м/с: | |||
| 390,361 | 358,741 | 336,909 |
| -71,677 | -32,004 | -8,189 |
Меридиональные проекции скорости, м/с: | |||
с1s (принята постоянной) | 119,345 | 119,345 | 119,345 |
, | 102,574 | 119,345 | 124,869 |
Угол | 17,009 | 18,410 | 19,516 |
Скорость за направляющими лопатками, м/с: | 407,997 | 377,888 | 357,249 |
Теоретическая скорость за направляющими лопатками, м/с: . | 420,616 | 389,575 | 368,297 |
Располагаемый теплоперепад направляющих лопаток, кДж/кг: | 83,459 | 70,884 | 62,822 |
Окружная проекция относительной скорости, м/с: | 195,361 | 145,425 | 108,872 |
Угол | 31,437 | 39,395 | 47,652 |
Относительная скорость, м/с: | 228,824 | 188,046 | 161,483 |
Окружная проекция относительной скорости, м/с: | 266,677 | 245,321 | 236,227 |
Угол | 21,049 | 25,955 | 27,875 |
Относительная скорость, м/с: | 285,641 | 272,690 | 267,077 |
Теоретическая относительная скорость, м/с: | 294,475 | 281,123 | 275,337 |
Располагаемый теплоперепад на рабочих лопатках, кДж/кг: | 17,178 | 21,835 | 24,867 |
Использованный теплоперепад на рабочих лопатках, кДж/кг: | 14,615 | 19,499 | 22,627 |
Общий располагаемый теплоперепад, кДж/кг: | 98,074 | 90,384 | 85,448 |
Степень реактивности: | 0,175 | 0,242 | 0,291 |
Угол | 55,083 | 75,026 | 86,291 |
Скорость на выходе из ступени, м/с: | 125,136 | 123,562 | 125,138 |
Располагаемый теплоперепад по параметрам торможения, кДж/кг: | 95,245 | 87,750 | 82,619 |
Температура газов, К: | |||
| 1208,886 | 1221,563 | 1230,254 |
| 1203,573 | 1216,642 | 1225,601 |
| 1196,578 | 1205,143 | 1211,200 |
| 1194,420 | 1203,176 | 1209,313 |
Давление, Па·105: | |||
| 50,664 | 51,214 | 51,591 |
| 48,494 | 48,466 | 48,469 |
Плотность газа, кг/м3: | |||
| 14,558 | 14,563 | 14,567 |
| 14,078 | 13,969 | 13,900 |
Рисунок 5. Треугольник скоростей для диаметра сечения dk
Рисунок 6. Треугольник скоростей для диаметра сечения dc
Рисунок 7. Треугольник скоростей для диаметра сечения dп
Определяется КПД ступени на расчётных диаметрах:
| (3.54) |
| (3.55) |
| (3.56) |
За КПД ступени допустимо принять среднеарифметическое значение КПД
| (3.57) |
Определяется величина зазора между корпусом турбины и рабочими лопатками ступени
| (3.58) |
где - относительная величина зазора.
Влияние утечек оценивают по формуле
| (3.59) |
г де - опытный коэффициент; l – длина лопатки
= (1,452-1,242)/2= 0,420 м.
Дополнительные потери в ступени возникают также вследствие утечки газа через уплотнения диафрагмы. Их учет может быть произведен после определения размеров диафрагменного уплотнения и расчета утечки через диафрагменное уплотнение.
Вывод: Газотурбинной установкой называют тепловой двигатель, состоящий из трех основных элементов: воздушного компрессора, камеры сгорания и газовой турбины. В результате проведенного расчета были определены геометрические параметры проточной части турбины, также были определены термодинамические параметры цикла и построены треугольники скоростей.