Материал: Расчет ступени осевой турбины

Хорду профиля лопатки соплового аппарата в среднем сечении вычисляем по формуле:

Оптимальный шаг решетки соплового аппарата вычисляем по формуле:

где  - относительный шаг решетки, используя номограмму [2] принимаем

Оптимальное число лопаток в венце вычисляем по формуле и округляем до целого:

Уточненное значение оптимального шага решетки вычисляем по формуле:

Ширина межлопаточного канала в горле вычисляем по формуле:

Осевую и окружную составляющие скорости истечения газа в абсолютном движении вычисляем по формуле:

Окружную составляющую скорости на входе в рабочее колесо в относительном движении вычисляем по формуле:

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

Скорость на входе в рабочее колесо в относительном движении вычисляем по формуле:

Температуру торможения газа перед рабочей лопаткой в относительном движении вычисляем по формуле:

Давление торможения газа перед рабочей лопаткой в относительном движении вычисляем по формуле:

Приведенную скорость потока в относительном движении вычисляем по формуле:

. Определение параметров потока за лопаточным венцом рабочего колеса на среднем диаметре

Скорость истечения газа из рабочего колеса в относительном движении при изоэнтропическом расширении газа вычисляем по формуле:

Приведенное значение изоэнтропической скорости w2s вычисляем по формуле:

Приведенное значение действительной скорости истечения газа из рабочего колеса в относительном движении вычисляем по формуле:

где  - коэффициент скорости рабочего колеса, задаемся

Величину угла выхода потока из рабочего колеса в относительном движении вычисляем по формуле (первое приближение):

где

Степень конфузорности межлопаточного канала вычисляем по формуле:

Уточняем значение коэффициента скорости , используя номограмму [2]:

Уточенное значение приведенной действительной скорости истечения газа из рабочего колеса в относительном движении вычисляем по формуле:

Уточненное значение

Уточненное значение угла выхода потока из рабочего колеса 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:

гол установки профиля в решетке определяем по графику [2]:

Хорду профиля лопатки рабочего колеса в среднем сечении вычисляем по формуле:

Оптимальный шаг решетки рабочего колеса вычисляем по формуле:

где  - относительный шаг решетки, используя номограмму [2] принимаем

Оптимальное число лопаток в венце вычисляем по формуле и округляем до целого:

Уточненное значение оптимального шага решетки вычисляем по формуле:

Ширину межлопаточного канала в горле вычисляем по формуле:

Статическая температура на выходе из рабочего колеса:

Осевые и окружные составляющие относительной скорости на выходе из рабочего колеса вычисляем по формулам:

Окружную составляющую абсолютной скорости вычисляем по формуле:

Абсолютную скорость за рабочим колесом вычисляем по формуле:

Полную температуру на выходе из ступени вычисляем по формуле:

Приведенное значение абсолютной скорости за рабочим колесом вычисляем по формуле:

Полное давление потока на выходе из ступени

Угол выхода потока в абсолютном движении вычисляем по формуле:

Теоретическую работу ступени вычисляем по формуле:

Мощность, вырабатываемая ступенью вычисляем по формуле:

Окружной КПД ступени вычисляем по формуле:

где υ - коэффициент использования выходной энергии газа, задаемся  ;

Используемый теплоперепад вычисляем по формуле:

Потери энергии в сопловом аппарате вычисляем по формуле:

Потери энергии в рабочем колесе вычисляем по формуле:

Потери энергии с выходной скоростью вычисляем по формуле:

Используемый теплоперепад в ступени вычисляем по формуле:

. Расчёт параметров потока по радиусу проточной части при профилировании лопаток по закону постоянной циркуляции ()

Расчет параметров потока в корневом сечении при профилировании лопаток по закону постоянной циркуляции

Угол абсолютной скорости газа в осевом зазоре вычисляем по формуле:

где

 - средний радиус на входе в ступень турбины;

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:

 - средний радиус на выходе из ступени турбины;

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

Осевую составляющую абсолютной скорости газа за рабочим колесом принимаем:

Угол абсолютной скорости газа за рабочим колесом вычисляем по формуле:

Изоэнтропическую степень реактивности вычисляем по формуле:

Кинематическую степень реактивности вычисляем по формуле:

Абсолютная скорость газа за турбиной

Угол выхода потока из РК в относительном движении

Угол входа потока в РК в относительном движении

Угол поворота потока в решетке РК

Относительная скорость газа на выходе из РК

Относительная скорость газа на входе в РК

Приведенная абсолютная скорость газа в осевом зазоре

температура торможения по абсолютной скорости газа в осевом зазоре постоянна на всех радиусах.

Приведенное значение окружной скорости

Температура торможения относительной скорости в РК

Приведенная относительная скорость газа на входе в РК

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: