Материал: Расчет ступени осевой турбины

Приведенная относительная скорость газа на выходе из РК

Приведенная абсолютная скорость газа на выходе из РК

Расчеты параметров потока на среднем и периферийном диаметрах при профилировании лопаток по закону постоянства циркуляции сведены в таблицу 1 Приложения 2.

. Расчёт параметров потока по радиусу проточной части при профилировании лопаток по закону постоянства угла абсолютной скорости α1=const для втулочного диаметра

Радиус в осевом зазоре:

Радиус на выходе из рабочего колеса:

Средний радиус:

Угол абсолютной скорости газа в осевом зазоре принимаем:

Осевую составляющую абсолютной скорости в осевом зазоре вычисляем по формуле:

Окружную составляющую абсолютной скорости газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

Абсолютную скорость газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

Изоэнтропическую абсолютную скорость газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

Изоэнтропическую работу в сопловом аппарате вычисляем по формуле:

Окружную скорость решетки на входе и выходе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

Окружную составляющую абсолютной скорости газа за рабочим колесом вычисляем по формуле:

Осевую составляющую абсолютной скорости газа за рабочим колесом принимаем:

Изоэнтропическую степень реактивности вычисляем по формуле:

Кинематическую степень реактивности вычисляем по формуле:

Угол абсолютной скорости газа за рабочим колесом вычисляем по формуле:

Абсолютную скорость газа за турбиной вычисляем по формуле:

Угол выхода потока из рабочего колеса в относительном движении вычисляем по формуле:

Угол входа потока в рабочее колесо в относительном движении вычисляем по формуле:

Угол поворота потока в решетке вычисляем по формуле:

Относительную скорость газа на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

Относительную скорость газа на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

Приведенную абсолютную скорость газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

Приведенное значение окружной скорости на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

Температуру торможения относительной скорости на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

Приведенную относительную скорость газа на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

Приведенную относительную скорость газа на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

Приведенную абсолютную скорость газа на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

Расчеты параметров потока на среднем и периферийном диаметрах при профилировании лопаток по закону постоянства угла абсолютной скорости сведены в таблицу 2 Приложения 2.

По результатам расчетов ступени осевой турбины по закону постоянства угла абсолютной скорости строим треугольники скоростей для каждого сечения (Приложение 3). А также изменение параметров потока по радиусу пера лопатки, изображаем в Приложении 4.

. Расчёт параметров потока по радиусу проточной части при профилировании лопаток по закону гиперболического возрастания к корню тангенса угла потока в осевом зазоре

Радиус в осевом зазоре:

Радиус на выходе из рабочего колеса:

Средний радиус:

Угол абсолютной скорости газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

где

Осевую составляющую абсолютной скорости в осевом зазоре принимаем:

Окружную составляющую абсолютной скорости газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

Абсолютную скорость газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

Изоэнтропическую абсолютную скорость газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

Изоэнтропическую работу в сопловом аппарате вычисляем по формуле:

Окружную скорость решетки на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

Окружную скорость решетки на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

Окружную составляющую абсолютной скорости газа за рабочим колесом вычисляем по формуле:

Осевую составляющую абсолютной скорости газа за рабочим колесом принимаем:

Кинематическую степень реактивности вычисляем по формуле:

Изоэнтропическую степень реактивности вычисляем по формуле:

Угол выхода потока из рабочего колеса в абсолютном движении вычисляем по формуле:

Абсолютную скорость газа за турбиной вычисляем по формуле:

Угол выхода потока из рабочего колеса в относительном движении вычисляем по формуле:

Угол входа потока в рабочем колесе в относительном движении вычисляем по формуле:

Угол поворота потока в решетке вычисляем по формуле:

Относительную скорость газа на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

Относительную скорость газа на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

Приведенную абсолютную скорость газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

Приведенное значение окружной скорости на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

Приведенное значение окружной скорости на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

Температуру торможения относительной скорости на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

Температуру торможения относительной скорости на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

Приведенную относительную скорость газа на входе в рабочее колесо вычисляем по формуле:

Приведенную относительную скорость газа на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

Приведенную абсолютную скорость газа на выходе из рабочего колеса вычисляем по формуле:

Расчеты параметров потока в среднем и периферийном сечениях при профилировании лопаток по закону гиперболического возрастания к корню тангенса угла потока в осевом зазоре сведены в таблицу 3 Приложения 2.

. Профилирование элементов ступени турбины в корневом сечении

Диаметр на входе в рабочее колесо принимаем:

Шаг решетки вычисляем по формуле:

Угол входа потока в рабочее колесо вычисляем по формуле:

Угол выхода потока из рабочего колеса вычисляем по формуле:

Приведенное значение изоэнтропической скорости в относительном движении вычисляем по формуле:

Определяем угол отставания потока в косом срезе рабочего венца, используя номограмму [2]:

эффективный угол выхода из решетки вычисляем по формуле:

Степень конфузорности вычисляем по формуле:

Угол поворота потока вычисляем по формуле:

Определяем оптимальный относительный шаг, используя номограмму [2]:

Хорду профиля лопатки вычисляем по формуле:

Вычислим напряжения растяжений, для проверки рабочих лопаток на прочность от действия центробежных сил, развивающиеся в рабочей лопатке по формуле:

Предел длительной прочности определяем по справочным данным для материала рабочей лопатки ЖС6-К:

Допустимое напряжение растяжения на втулке вычисляем по формуле:

где  - запас прочности лопатки, задаемся

Относительную площадь лопатки вычисляем по формуле:

Максимальная толщина профиля на периферии:

где  - относительная толщина профиля рабочей лопатки в периферийном сечении, задаемся ;

учитывая рекомендации по профилированию лопаток, принимаем