На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Работа № 85698


Наименование:


Курсовик Расчет меридионального сечения осевой турбины; определение числа ступеней турбины, распределение теплоперепада по ступеням; определение параметров потока по среднему диаметру для всех ступеней турбины; расчет параметров потока на трех радиусах последней

Информация:

Тип работы: Курсовик. Добавлен: 17.03.2015. Сдан: 2013. Страниц: 42 + граф. часть. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Оглавление

Введение……….………………………………………………………………………………………3
1. Расчёт меридионального сечения осевой турбины, определение числа ступеней и распределение теплоперепада по ступеням ……..………………………………………4
1.1 Расчёт меридионального сечения ТВД, определение числа ступеней и распределение теплоперепада по ступеням………..…………………………..…4
1.2 Расчёт меридионального сечения ТВД, определение числа ступеней и распределение теплоперепада по ступеням………………………..…………..…9
1.3 Расчёт меридионального сечения ТВД, определение числа ступеней и распределение теплоперепада по ступеням………………..……………………12
2. Определение параметров потока в сопловом аппарате ступени на среднем диаметре………………………………………………………….…………………………..…15
3. Определение параметров потока за лопаточным венцом рабочего колеса на среднем диаметре…………………………………………………………...……………......19
4.Расчет параметров газового потока на трех радиусах последней ступени СТ....24
5.Конструкция….……………………………………………………………………………………..34
Заключение…………………………………………………………………………………………...36
П
Введение
Введение

Расчет осевой турбины ГТД состоит из 2 частей: расчетная и графическая часть.

В расчетную часть входит: расчет меридионального сечения осевой турбины; определение числа ступеней турбины, распределение теплоперепада по ступеням; определение параметров потока по среднему диаметру для всех ступеней турбины; расчет параметров потока на трех радиусах последней ступени турбины и выбор закона закрутки.
Расчет ведется по трехвальной схеме ГТУ. Так как установка стационарного типа то число оборотов в СТ будет равно 5300 об/мин. Остальные данные берем из термодинамического расчета и проектного расчета осевого компрессора, которые приведены в таблице 1.

В проточную часть входит продольный разрез осевой турбины в системе ГТД.

Таблица 1
Параметры ТВД ТНД СТ
Теплоемкость газа Cpг 1,137 1,104 1,090
Газовая постоянная (R), кДж/(кг К) 0,292 0,287 0,289
Показатель адиабаты газов (K) 1,346 1,351 1,361
Частоты вращения роторов (n), об/мин 9360 7800 5300
Расход газа через турбину (Gг), кг/с 52,793 52,793 52,793
Температура на входе в турбину (T*), К 1350 1162 1036
Степень сжатия воздуха в компрессоре (?к) 2,064 1,731 3,764
Удельная работа расширения в турбине (Lт*), кДж/кг 237,265 155,245 304,571
КПД турбины (?т) 0,91 0,91 0,91
Изоэнтропический теплоперепад (Нтs*), кДж/кг 260,730 170,599 334,694
Давление газа (p*г), Па 1375,938 671,217 389,206


1 Расчёт меридионального сечения осевой турбины, определение числа ступеней и распределение теплоперепада по ступеням
1.1 Расчёт меридионального сечения ТВД, определение числа ступеней и распределение теплоперепада по ступеням
Задаёмся осевой скоростью на входе в ТВД
с_аг=130 м/с ;
Приведенное значение осевой скорости на входе в ТВД:
?_саг=с_аг/v((2•k_ТВД)/(k_ТВД+1)•R_ТВД•Т_г^* ) 130/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,292•1350)=0,195 ;
Газодинамическая функция:
q(?_cаг )=(((к_ТВД+1)/2)^(1/(к_ТВД-1))•?_cаг•(1-(к_ТВД-1)/(к_ТВД+1)•?_саг^2 ))^(1/(к_ТВД-1))=(((1,346+1)/2)^(1/(1,346-1))•0,195•(1-(1,346-1)/(1,346+1)•?0,195?^2 ))^(1/(1,137-1))=0,304 ;
Кольцевая площадь на входе в сопловой аппарат ТВД:
F_г=(G_г•v(T_г^* ))/(39,7•P_г^*•q(?_cаг ) )=(52,793•v1350)/(39,7•1375,938•0,304)=0,117 м^2 ;

Температура на выходе из ступени:
T_ТВД^*=T_г^*-(H_ТВДs^*•?_ТВД)/c_(pг ТВД) =1350-(260,730•0,91)/1,137=1141,323 К;

Температура на выходе из ступени при изоэнтропическом расширении:
T_ТВДs^*=T_г^*-(H_ТВДs^*)/c_(pг ТВД) =1350-260,730/1,137=1120,684 К;
Полное давление газа на выходе из ступени:
P_ТВД^*=P_г^*•((T_ТВДs^*)/(T_г^* ))^(k_ТВД/(k_ТВД-1))=1375,938•(1120,684/1350)^(1,137/(1,137-1))=666,608 кПа;
Задаёмся осевой скоростью на входе в ТВД:
с_аТВД=130 м/с;

Приведенное значение осевой скорости на выходе из ТВД:
?_саТВД=с_аТВД/v((2•k_ТВД)/(k_ТВД+1)•R_ТВД•Т_ТВД^* )= 130/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,292•1141,323)=0,212 ;
Газодинамическая функция:
q(?_cаТВД )=(((к_ТВД+1)/2)^(1/(к_ТВД-1))•?_cаТВД•(1-(к_ТВД-1)/(к_ТВД+1)•?_саТВД^2 ))^(1/(к_ТВД-1))=(((1,346+1)/2)^(1/(1,346-1))•0,212•(1-(1,346-1)/(1,346+1)•?0,212?^2 ))^(1/(1,346-1))=0,330;

Кольцевая площадь на выходе из ступени ТВД:

F_ТВД=(G_г•v(T_ТВД^* ))/(39,7•P_ТВД^*•q(?_(с_аТВД ) ) ) (52,793•v1141,323)/(39,7•666,608•0,330)=0,204 м^2 ;

Задаемся относительным диаметром ступени:
D_(cp ТВД)/l_ТВД =8,4;

Высота рабочей лопатки по выходной кромке ступени ТВД:
l_ТВД=v(F_ТВД/(?•(D_cpТВД )/l_ТВД ))=v(0,204/(3,14•8,4))=0,088 м;

Средний диаметр на выходе из ступени ТВД:
D_(ТВД ср)=F_ТВД/(?•l_ТВД )=0,204/(3,14•0,088)=0,739 м;

Окружная скорость на среднем диаметре на выходе из ТВД:
U_(ТВД ср)=(?•D_(ТВД ср)•n_ТВД)/60=(3,14•0,739•9360)/60=362,146 м/с;
Задаемся коэффициентом возврата тепла:
?=0;
Задаемся параметром нагруженности ТВД:
x_ТВД^*=0,50;
Число ступеней ТВД:
z=(2•H_ТВДs^*•(1+?)•x_ТВД^*)/U_(ТВД ср) =(2•260,730•(1+0)•0,50)/362,146=1;
Так как z = 1, то дальнейший расчет для ТВД ведется только для одной ступени.
Изоэнтропический КПД ступени ТВД:
?_(cm ТВД)=?_ТВД/(1+?)=0,91/(1+0)=0,91;
Удельная работа расширения в ступени ТВД:
L_cmТВД=L_ТВД=237,265 кДж/кг;
Изоэнтропический теплоперепад в ступени ТВД
H_cmТВДs=H_ТВДs=L_cmТВД/?_(cm ТВД) =237,265/0,91=260,730 кДж/кг;
Параметр нагруженности ступени ТВД:
x_cmТВД^*=x_ТВД^*=v(U_(ТВД ср)/(2•H_cmТВДs•(1+?)))=v(384,82/(2•260,730•(1+0)))=0,58;
Изоэнтропический КПД ступени ТВД:
?_(cm ТВД)=?_ТВД/(1+?)=0,91/(1+0)=0,91;
Периферийный диаметр на выходе из ТВД:
D_(т ТВД)=D_(cp ТВД)+l_ТВД=0,739 +0,088 =0,827 м;
Втулочный диаметр на выходе из ТВД:
D_(вт ТВД)=D_(cp ТВД)-l_ТВД=0,739-0,088 =0,651 м;

Высота соплового аппарата на входе в ТВД:
l_г=F_г/(?•D_(cp ТВД) )=0,117/(3,14•0,739 )=0,050 м;
Ширина лопаток:
? B?_(?рк?_ср ТВД)=? B?_(?рк?_вт )=B_(?рк?_т )=0,3•l_ТВД=0,3•0,088=0,0264м ;
? B?_(?са?_т ТВД)=B_(?са?_вт )=1,5•B_(?рк?_т )=1,5•0,0264=0,0396м;
Осевой зазор между лопаточными венцами:
s_ТВД=0,15•l_ТВД=0,25•0,088=0,0220 м;
Радиальный зазор в ступени ТВД:
r_ТВД=0,015•l_ТВД=0,02•0,088=0,0013 м;
Угол раскрытия прочной части:
?=arctg ((l_ТВД+r_ТВД+l_г ))/(2•L) ,
где L – длина проточной части на среднем диаметре;
L=B_caТВД+s_ТВД+? B?_(?рк?_ср ТВД)=0,0396+0,0013+0,0264=0,088м;
?=arctg ((0,138+0,0028+0,082))/(2•0,088)=12,5°;
Величина кольцевой площади сечения в межвенцовом зазоре:
F_(1 ТВД)=(?•(D_(1т ТВД)^2-D_(1вт ТВД)^2 ))/4 ,
где D1т ТВД – периферийный диаметр в межвенцовом зазоре ступени ТВД, м,

D_(1T ТВД)=D_ср+2•tan???/180•?•(? B_са+s/2)+l_г=0,739+2•tan??3,14/180•12,5•(0,0396+0,0220/2)+0,050=0,812м;?

D1вт ТВД – втулочный диаметр в межвенцовом зазоре ступени ТВД, м,

D_(1вт ТВД)=D_ср-2•tan???/180•?•(? B_са+s/2)+l_г=0,739+2•tan??3,14/180•12,5•(0,0396+0,0220/2)-0,050=0,667м;?

F_1ТВД=(3,14•(?0,812 ?^2-?0,667?^2))/4=0,168м;

Окружная скорость на среднем диаметре:
u_cpТВД=(?•D_срТВД•n_ТВД)/60=(3,14•0,739 •9360)/60=362,146 м/с;
Коэффициент расхода:
с ?_аТВД=с_аТВД/u_(ср ТВД) =130/362,146=0,359;
Задаемся степенью реактивности:
?_(ср ТВД)=0,22;

Угол выхода потока в абсолютном движении из ТВД:
?_2ТВД=78°;
Абсолютная скорость выхода потока из ТВД:
с_ТВД=с_аТВД/sin???_ТВД ? =130/(sin78°)=132,924 м/с;
Приведенное значение скорости:
?_сТВД=с_ТВД/v((2•k_ТВД)/(k_ТВД+1)•R_ТВД•Т_ТВД^* )=132,924/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,292•1141,323)=0,217;

Газодинамическая функция:
?(?_сТВД )=[1-(к_ТВД-1)•(?_сТВД^2)/(к_ТВД+1)]^(к_ТВД/(к_ТВД-1))=[1-(1,137-1)•?0,217?^2/(1,346+1)]^(1,346/(1,346-1))=0,973 ;

Статическое давление на выходе из ТВД:
Р_ТВД=Р_ТВД^*•?(?_(с ТВД) )= 1375,938•0,973=648,815 кПа ; .......



Осевая составляющая абсолютной скорости газа за рабочим колесом:
- во втулочном сечении:
с_2автСТ=c_(2аСТ )=188,587 м/с;
- в среднем сечении:
с_2асрСТ=c_(2аСТ )=188,587 м/с;
- в периферийном сечении:
с_2атСТ=c_(2аСТ )=188,587 м/с;

Угол абсолютной скорости газа за рабочим колесом:
- во втулочном сечении:
?_2втСТ=arctg(с_2автСТ/с_2uвтСТ )=arctg(188,587/0,203)=89,984°;
- в среднем сечении:
?_2срСТ=arctg(с_2асрСТ/с_2uсрСТ )=arctg(188,587/0,178)=89,992°;
- в периферийном сечении:
?_2тСТ=arctg(с_2атСТ/с_2uтСТ )=arctg(188,587/0,158)=89,998°;

Изоэнтропическая степень реактивности:
- во втулочном сечении:
?_sвтСТ=1-H_САsвтСТ/H_cmsСТ =1-159,382/185,037=0,139;
- в среднем сечении:
?_sсрСТ=1-H_САsсрСТ/H_cmsСТ =1-125,825/185,037=0,320;
- в периферийном сечении:
?_sтСТ=1-H_САsтСТ/H_cmsСТ =1-102,748/185,037=0,445;

Кинематическая степень реактивности:
- во втулочном сечении:
?_втСТ=1-(1-?_срСТ )•(?r_cpСТ/r_втСТ )?^2=1-(1-0,139)•(0,531/0,607)^2=0,114;
- в среднем сечении:
?_срСТ=1-(1-?_срСТ )•(?r_cpСТ/r_срСТ )?^2=1-(1-0,320)•(0,607/0,607)^2=0,320;
- в периферийном сечении:
?_тСТ=1-(1-?_срСТ )•(?r_cpСТ/r_тСТ )?^2=1-(1-0,445)•(0,682/0,607)^2=0,462;

Абсолютная скорость газа за турбиной:
- во втулочном сечении:
с_2втСТ=(с_2автСТ/sin???_2втСТ ? )=(188,587/sin?89,984 )=188,587 м/с;
- в среднем сечении:
с_2срСТ=(с_2асрСТ/sin???_2срСТ ? )=(188,587/sin?89,992 )=188,587 м/с;
- в периферийном сечении:
с_2тСТ=(с_2атСТ/sin???_2тСТ ? )=(188,587/sin?89,998 )=188,587 м/с;

Угол выхода потока из рабочего колеса в относительном движении:
- во втулочном сечении:
?_2втСТ=arctg(c_2автСТ/((c_2uвтСТ+u_1втСТ ))=arctg(188,587/((0,203+294,758 ) ))=32,610°;
- в среднем сечении:
?_2срСТ=arctg(c_2асрСТ/((c_2uсрСТ+u_1срСТ ))=arctg(188,587/((0,178+336,478) ))=29,271°;
- в периферийном сечении:
?_2тСТ=arctg(c_2атСТ/((c_2uтСТ+u_1тСТ ))=arctg(190,537/((0,158+378,197) ))=26,507°;

Угол входа потока в рабочем колесе в относительном движении:
- во втулочном сечении:
?_1втСТ=arctg(c_1автСТ/((c_1uвтСТ+u_1втСТ ) ))=arctg(166,234/((513,513+264,758) ))=37,250°;
- в среднем сечении:
?_1срСТ=arctg(c_1асрСТ/((c_1uсрСТ+u_1срСТ ) ))=arctg(166,234/((449,843+336,478) ))=55,736°;
- в периферийном сечении:
?_1тСТ=arctg(c_1атСТ/((c_1uтСТ+u_1тСТ ) ))=arctg(166,234/((400,220+378,197) ))=82,495°;

Угол поворота потока в решетке:
- во втулочном сечении:
??_втСТ=180-(?_1втСТ+?_2втСТ )=180-(37,250+32,610)=110,140°;
- в среднем сечении:
??_сртСТ=180-(?_1срСТ+?_2срСТ )=180-(55,736+29,271)=94,993°;
- в периферийном сечении:
??_тСТ=180-(?_1тСТ+?_2тСТ )=180-(82,495+26,507)=70,998°;

Относительная скорость газа на выходе из рабочего колеса:
- во втулочном сечении:
w_2втСТ=с_2автСТ/sin???_2втСТ ? =188,587/sin?32,610 =350,095 м/с;
- в среднем сечении:
w_2срСТ=с_2асрСТ/sin???_2срСТ ? =188,587/sin?29,271 =385,878 м/с;
- в периферийном сечении:
w_2тСТ=с_2атСТ/sin???_2тСТ ? =188,587/sin?26,507 =422,750 м/с;

Относительная скорость газа на входе в рабочее колесо:
- во втулочном сечении:
w_1втСТ=с_1автСТ/sin???_1втСТ ? =166,234/sin?37,250 =274,750 м/с;
- в среднем сечении:
w_1срСТ=с_1асрСТ/sin???_1срСТ ? =166,234/sin?55,736 =201,210 м/с;
- в периферийном сечении:
w_1тСТ=с_1атСТ/sin???_1тСТ ? =166,234/sin?82,495 =167,686 м/с;

Приведенная абсолютная скорость газа в осевом зазоре:
- во втулочном сечении:
?_1втСТ=с_1втСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•Т_0СТ^* )=539,750/v((2•1,361)/(1,361+1)•0,289•896)=0,993;
- в среднем сечении:
?_1срСТ=с_1срСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•Т_0СТ^* )=479,575/v((2•1,361)/(1,312+1)•0,289•896)=0,883;
- в периферийном сечении:
?_1тСТ=с_1тСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•Т_0СТ^* )=433,370/v((2•1,361)/(1,361+1)•0,289•896)=0,798;

Приведенное значение окружной скорости на входе в рабочее колесо:
- во втулочном сечении:
?_u1втСТ=u_1втСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•Т_0СТ^* )=294,758/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,289•896)=0,542;
- в среднем сечении:
?_u1срСТ=u_1срСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•Т_0СТ^* )=336,478/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,289•896)=0,619;
- в периферийном сечении:
?_u1тСТ=u_1тСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•Т_0СТ^* )=378,197/((2•1,346)/(1,346+1)•0,289•896)=0,696;

Температура торможения относительной скорости на входе в рабочее колесо:
- во втулочном сечении:
? Т?_1wСТ^*=? Т?_2wСТ^*=Т_0СТ^*•[1-(2•?_u1втСТ•?_1втСТ•cos???_1втСТ-?_u1втСТ^2 ? )•(к_СТ-1)/(к_СТ+1)]=896[1-(2•0,542•0,993•cos?17,947-?0,542?^2 )•(1,361-1)/(1,361+1)]=796,146 К;
- в среднем сечении:
? Т?_1wСТ^*=? Т?_2wСТ^*=Т_0СТ^*•[1-(2•?_u1срСТ•?_1срСТ•cos???_1срСТ-?_u1срСТ^2 ? )•(к_СТ-1)/(к_СТ+1)]=896•[1-(2•0,619•0,889•cos?20,291-?0,619?^2 )•(1,361-1)/(1,361+1)]=808,366,К;
- в периферийном сечении:
? Т?_1wСТ^*=? Т?_2wСТ^*=Т_0СТ^*•[1-(2•?_u1тСТ•?_1тСТ•cos???_1тСТ-?_u1тСТ^2 ? )•(к_СТ-1)/(к_СТ+1)]=896•[1-(2•0,696•0,883•cos?22,567-?0,696?^2 )•(1,361-1)/(1,361+1)]=822,201 К;

Приведенная относительная скорость газа на входе в рабочее колесо:
- во втулочном сечении:
?_1wвтСТ=w_1втСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_1wСТ^* )=274,750/v((2•1,361)/(1,361+1)•0,289•796,146)=0536;
- в среднем сечении:
?_1wсрСТ=w_1срСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_1wСТ^* )=201,210/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,289•808,366)=0,390;
- в периферийном сечении:
?_1wтСТ=w_1тСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_1wСТ^* )=167,686/v((2•1,361)/(1,361+1)•0,289•822,201)=0,322;

Приведенная относительная скорость газа на выходе из рабочего колеса:
- во втулочном сечении:
?_2wвтСТ=w_2втСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_2wСТ^* )=350,095/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,289•796,146)=0,684;
- в среднем сечении:
?_2wсрСТ=w_2срСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_2wСТ^* )=385,878/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,289•808,366)=0,748;
- в периферийном сечении:
?_2wтСТ=w_2тСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_2wСТ^* )=422,750/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,289•822,201)=0,812;

Приведенная абсолютная скорость газа на выходе из рабочего колеса:
- во втулочном сечении:
?_2втСТ=с_2втСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_2СТ^* )=188,587/v((2•1,312)/(1,312+1)•0,287•756,165)=0,378;
- в среднем сечении:
?_2срСТ=с_2срСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_2СТ^* )=188,587/v((2•1,312)/(1,312+1)•0,289•756,165)=0,378;
- в периферийном сечении:
?_2тСТ=с_2тСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_2СТ^* )=188,587/v((2•1,361)/(1,361+1)•0,289•756,165)=0,378;
Данный расчет, а также расчеты для 2 других законов сведем в таблицу 5; таблицу 6; таблицу 7 (в приложении).


4 Конструкция
Спроектированная турбина – двухкаскадная. Первый каскад – турбина высокого давления (турбина ВД); второй каскад – турбина низкого давления (турбина НД). Турбина газогенератора включает в себя следующие узлы: ротор турбины ВД, ротор турбины НД, статор.
Сопловые аппараты первой ступени ТВД – пустотелые, охлаждаемые. СА устанавливаются в элементы статора и крепятся в пазы в специальном кольце. В этом кольце выполнены горизонтальные отверстия для подвода вторичного воздуха для охлаждения сопловых лопаток. Рабочая лопатка первой ступени имеет хвостовик ёлочного типа и устанавливается в пазы рабочего колеса. От осевого смещения лопатку фиксируется выступом на диске и покрывающим диском. Рабочее колесо выполнено за одно с кольцом лабиринтных уплотнений, которые служат для уменьшения перетекания рабочего тела.
В цапфе ротора установлен межвальный роликовый подшипник являющийся задней опорой ротора ТВД. Передней опорой ротора ТВД является шариковый подшипник установленный в передней опоре ротора КВД. Передний подшипник ротора ТВД установлен в элементы статора с демпферными кольцами для увеличения вибростойкости. Масло для охлаждения и смазки подшипников подводится по маслопроводам через форсуночные кольца. Маслопроводы подводятся к подшипниковым узлам через силовые элементы расположенные в проточных частях (силовые стойки).
ТНД состоит из 1 ступени. Статор ТНД состоит из колец имеющих пазы для крепления сопловых аппаратов (СА). Ротор ТНД состоит из одного диска с рабочими лопатками. СА ТНД неохлаждаемые. Рабочие лопатки ТНД выполнены неохлаждаемыми и имеют ёлочные хвостовики. Для предотвращения осевого смещения рабочие лопатки устанавливаются в пазы диска со стопорными пластинками. Диск крепится призонными болтами к цапфе ротора ТНД. Рабочее колесо выполнено за одно с кольцами лабиринтных уплотнений.
Передней опорой ротора ТНД является шариковый подшипник установленный на валу компрессора низкого давления (КНД). Задней опорой ротора ТНД является роликовый подшипник установленный на валу ТНД. Оба этих подшипника устанавливаются в элементы статора с демпферными кольцами. Масло для охлаждения и смазки подшипников подводится по маслопроводам через форсуночные кольца. Маслопроводы подводятся к подшипниковым узлам через силовые элементы расположенные в проточных частях (силовые стойки).
Силовая турбина (СТ) состоит из двух ступеней. Ротор СТ с газогенератором имеет только газодинамическую связью. СА и РЛ силовой турбины выполнены неохлаждаемыми. РЛ фиксируются в дисках елочными хвостовиками и стопорными пластинками. СА СТ устанавливаются в элементы статора аналогично СА ТВД и ТНД.
Диски ротора СТ соединяются между собой и с цапфами призонными болтами. Диски ротора выполнены за одно с кольцами лабиринтных уплотнений. Передней опорой ротора СТ является роликовый подшипник, установленный на цапфе, соединённой с диском первой ступени СТ. Задней опорой ротора СТ является шариковый подшипник, установленный на валу, соединённом с диском третей ступени СТ призонными болтами. Оба этих подшипника устанавливаются в элементы статора с демпферными кольцами.
Масло для охлаждения и смазки подшипников подводится по маслопроводам через форсуночные кольца. Маслопроводы подводятся к подшипниковым узлам через силовые элементы расположенные в проточных частях (силовые стойки).
Все силовые стойки в проточных частях ТВД, ТНД и СТ закрыты обтекателями.


Заключение

В ходе данного курсового проекта был произведен газодинамический расчет турбины высокого и низкого давления, а также силовой турбины. Были выбраны параметры газотурбинного двигателя и, в соответствии с ними, произведен тепловой расчет цикла всей ГТУ и согласование параметров компрессора и турбины (балансы расходов газа, мощностей, равенство частоты компрессора и турбины). Проточная часть турбин выполнена с постоянным средним диаметром; по одной ступени в турбинах ВД и НД и 2 ступени в СТ. Были просчитаны основные геометрические параметры ступеней (высоту, ширину сопловых и рабочих лопаток, периферийные и втулочные диаметры, передний и задний осевые зазоры, радиальные зазоры), на основании которых были построены проточные части турбин. Полученные данные позволили произвести расчет параметров потока между ступенями – углы входа и выхода потока в абсолютном и относительном движениях, абсолютные и относительные скорости, их осевые и окружные составляющие. Следующим этапом явился расчет параметров газового потока на различных радиусах проточной части ступени турбины (в данном случае: последней ступени силовой турбины), который был произведен по трем законам закрутки – постоянства циркуляции (cu?r = const), постоянства угла абсолютной скорости (a1 = const), гиперболического возрастания к корню тангенса угла потока в осевом зазоре (tg a1?r = const). Поэтому оптимальным, я считаю, является закон постоянства циркуляции, так как он обеспечивает наибольший КПД.


Приложение
Таблица 2 - Расчёт меридионального сечения осевой турбины, определение числа ступеней и распределение теплоперепада по ступеням:
ТВД ТНД СТ
1 ступень 1 ступень 1 ступень 2 ступень
Сао 130 130 135 150
?сао 0,195 0,210 0,231 0,322
q(?сао) 0,304 0,327 0,358 0,488
Fo 0,117 0,207 0,307 0,388
T*2 1141,323 1021,412 896,301 756,601
T*2s 1120,684 1007,508 880,181 740,482
p*2 666,608 387,808 210,493 102,441
Са2 130 135 150 175
?са2 0,212 0,233 0,285 0,351
q(?са2) 0,330 0,360 0,436 0,527
F2 0,204 0,304 0,433 0,678
Dср/l2 8,4 7,1 6,9
l2 0,088 0,117 0,142 0,177
D2ср 0,739 0,829 1,213 1,213
D2т 0,827 0,946 1,355 1,390
D2вт 0,651 0,712 1,071 1,036
Dср 0,739 0,829 1,213 1,213
Uт ср 362,1458 338,4486 336,478
х*твд 0,50 0,58 0,58
? 0 0 0,015
z 1 1 2
х*твд 0,502 0,579 0,577
l0 0,050 0,079 0,081 0,102
Врк ср 0,0264 0,0350 0,040 0,053
Вса т=Вса вт 0,0396 0,0448 0,060 0,080
s 0,0220 0,0210 0,037 0,057
r 0,0013 0,0023 0,0014 0,0018
L 0,0880 0,1009 0,136 0,190
? 12,513 11,148 9,738
D1T 0,812 0,930 1,320 1,364
D1BT 0,667 0,728 1,106 1,063
Lст 237,265 155,245 152,286
?ст 0,91 0,91 0,897
Н*стs 260,730 170,599 169,857
F1 0,168 0,2627 0,408 0,573
Uср 362,146 338,449 336,478 336,478
х*ст 0,502 0,579 0,577
Са2- 0,359 0,399 0,461 0,520
? 0,22 0,290 0,32 0,32
?2 78 86 88 88
С2 132,924 135,337 155,099 175,111
?с2 0,217 0,233 0,285 0,351
?(?С2) 0,973 0,969 0,954 0,931
T*2 1141,323 1021,412 896,301 756,601
T*2s 1120,684 1007,508 880,181 740,482
p*2 666,608 387,808 210,493 102,441
p2 648,815 375,815 200,777 95,363
Нстs 269,555 179,651 181,806 185,037

Таблица 3 - Определение параметров потока в сопловом аппарате ступени на среднем диаметре
ТВД ТНД СТ
1 ступень 1 ступень 1 ступень 2 ступень
НCAs 210,253 127,552 123,628 125,825
НРКs 59,302 52,099 58,178 59,212
С1S 648,464 505,078 497,249 501,648
?СА 0,964 0,965 0,96 0,96
С1 625,120 487,401 475,370 479,575
?С1 0,937 0,788 0,814 0,883
?(?С1) 0,583 0,688 0,669 0,620
?(?С1) 0,871 0,907 0,899 0,881
Т1 1175,178 1054,216 931,143 789,580
Т1S 1165,080 1046,491 922,590 780,875
Р1 775,443 448,760 251,364 125,158
Р*1 1330,479 652,499 375,894 201,874
?СА 0,967 0,972 0,966 0,959
?С1s 0,972 0,816 0,851 0,923
q(?С1s) 0,999 0,960 0,974 0,993
?1 12,642 15,999 16,652 20,277
??1 0,2 0,3 0,3 0,3
?1Ф 12,442 15,599 16,352 19,977
? 36 40 38 44
bСА 0,067 0,070 0,097 0,115


0,93 0,91 0,91 0,90
topt 0,063 0,064 0,089 0,103
zЛорt 37 41 43 37
topt 0,063 0,063 0,089 0,103
а1opt 0,014 0,017 0,025 0,035
С1u 609,980 468,540 455,453 449,885
C1a 136,743 134,274 136,156 166,120
w1u 247,834 130,092 118,976 113,407
?1 28,903 45,930 48,877 55,708
w1 283,056 186,958 180,814 201,140
Т*1w 1210,412 1070,043 946,139 808,137
Р*1w 781,350 450,502 252,432 125,931
?w1 0,448 0,315 0,324 0,390

Таблица 4 Определение параметров потока за лопаточным венцом рабочего колеса на среднем диаметре

ТВД ТНД СТ
1 ступень 1 ступень 1 ступень 2 ступень
w2s 445,786 373,029 386,069 398,599
?2ws 0,706 0,628 0,692 0,773
?РК 0,950 0,960 0,960 0,960
?2w 0,671 0,603 0,664 0,742
q(?w2) 0,872 0,815 0,867 0,921
?2 19,828 23,429 26,129 29,403
к 1,425 1,807 1,711 1,683
?РК 0,954 0,965 0,970 0,970
?2w 0,673 0,606 0,671 0,749
q(?w2) 0,874 0,818 0,872 0,925
?2 19,777 23,343 25,956 29,241
??1 1,2 1,6 1,7 1,8
?2эф 18,577 21,743 24,256 27,441
? 67 63 61 56
bРК 0,029 0,039 0,045 0,064


0,670 0,70 0,72 0,720
topt 0,019 0,028 0,033 0,046
zЛорt 121 95 117 83,000
topt 0,019 0,027 0,033 0,046
а2opt 0,006 0,010 0,013 0,021
w2 425,280 359,973 374,487 385,878
Т2 1130,876 1011,369 881,814 739,853
w2a 143,825 142,565 163,830 188,587
w2u 400,221 330,539 336,750 336,655
С2u 38,075 7,910 0,272 0,178
С2 148,780 142,785 163,830 188,587
T*2 1140,611 1020,601 894,125 756,165
?2 0,243 0,246 0,302 0,378
?(?2) 0,967 0,966 0,948 0,920
Р*2 671,217 389,206 211,683 103,638
?2 75,210 86,868 89,950 89,992
LTU 234,691 155,900 153,341 151,422
LTU 234,691 155,900 153,341 151,422
LTU 234,691 155,900 153,341 151,422
N 12541,463 8222,834 8136,299 8029,818
? 0 0 0 0,000
?u 0,871 0,868 0,843 0,818
L*СТ 238,074 156,141 154,657 152,761
?LrСА 11,482 8,531 9,324 9,490
T2s 1122,569 1006,688 877,279 734,657
?LrРК 9,445 5,170 4,944 5,664
?LrВС 11,068 10,194 13,420 17,782
L*СТ 237,560 155,757 154,118 152,101

Таблица 5 - Расчет параметров потока в корневом сечении по закону постоянной циркуляции
Втулочный диаметр Средний диаметр Периферийный диаметр
r1 0,531 0,607 0,682
r2 0,531 0,607 0,682
rСР 0,607 0,607 0,607
?1 17,947 20,291 22,567
С1а 166,234 166,234 166,234
С1u 513,513 449,843 400,220
С1 539,750 479,575 433,370
С1s 564,592 501,648 453,316
НСАs 159,382 125,825 102,748
u(1-2) 294,758 336,478 378,197
С2u 0,203 0,178 0,158
С2а 188,587 188,587 188,587
?2 89,984 89,992 89,998
?s 0,139 0,320 0,445
? 0,114 0,320 0,462
С2 188,587 188,587 188,587
?2 32,610 29,271 26,507
?1 37,250 55,736 82,495
?? 110,140 94,993 70,998
w2 350,095 385,878 422,750
w1 274,750 201,210 167,686
?1 0,993 0,883 0,798
?u 0,542 0,619 0,696
Т*(1-2)w 796,146 808,366 822,201
?1w 0,536 0,390 0,322
?2w 0,684 0,748 0,812
?2 0,378 0,378 0,378


Таблица 6 - Расчет параметров потока в корневом сечении по закону постоянства угла абсолютной скорости
Втулочный диаметр Средний диаметр Периферийный диаметр
r1 0,531 0,6066 0,682
r2 0,531 0,6066 0,682
rСР 0,607 0,6066 0,607
?1 20,291 20,291 20,291
С1а 186,768 166,234 149,988
С1u 505,410 449,843 405,880
С1 538,815 479,575 432,707
С1s 563,614 501,648 452,622
НСАs 158,831 125,825 102,433
u(1-2) 294,758 336,478 378,197
С2u 8,306 0,178 -5,502
С2а 188,587 188,587 188,587
?s 87,523 89,992 -88,374
? 0,142 0,320 0,446
?2 0,236 0,320 0,386
С2 188,769 188,587 -188,667
?2 31,909 29,271 26,853
?1 41,582 55,736 79,583
?? 106,509 94,993 73,563
w2 356,949 385,878 417,692
w1 281,526 201,210 152,521
?1 0,992 0,883 0,796
?u 0,542 0,619 0,696
Т*(1-2)w 798,363 808,366 820,215
?1w 0,549 0,390 0,293
?2w 0,696 0,748 0,804
?2 0,378 0,378 -0,378

Таблица 7 - Расчет параметров потока в корневом сечении по закону гиперболического возрастания к корню тангенса угла потока в осевом зазоре
Втулочный диаметр Средний диаметр Периферийный диаметр
r1 0,531 0,607 0,682
r2 0,531 0,607 0,682
rСР 0,607 0,607 0,607
B 0,224 0,224 0,224
?1i 22,884 20,291 18,209
С1аi 209,009 166,234 134,962
С1ui 495,469 449,843 410,501
С1i 537,749 479,575 432,118
С1si 562,499 501,648 452,006
НСАsi 158,203 125,825 102,155
u(1-2)i 294,758 336,478 378,197
С2ui 18,247 0,178 -10,123
С2аi 188,587 188,587 188,587
?ТSr 84,516 89,992 -86,971
?si 0,145 0,320 0,448
?2i 0,190 0,332 0,444
С2i 189,467 188,587 -188,858
?2i 31,085 29,271 27,143
?1i 46,184 55,736 76,578
?? 102,731 94,993 76,279
w2i 365,427 385,878 413,574
w1i 289,775 201,210 138,774
?1i 0,990 0,883 0,795
?ui 0,542 0,619 0,696
Т*(1-2)w 801,082 808,366 818,593
?1wi 0,564 0,390 0,267
?2wi 0,711 0,748 0,796
?2i 0,380 0,378 -0,378


Список использованной литературы

Газодинамический расчет осевой турбины: методические указания / составитель С.А. Гулина. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ.


Введение

Расчет осевой турбины ГТД состоит из 2 частей: расчетная и графическая часть.

В расчетную часть входит: расчет меридионального сечения осевой турбины; определение числа ступеней турбины, распределение теплоперепада по ступеням; определение параметров потока по среднему диаметру для всех ступеней турбины; расчет параметров потока на трех радиусах последней ступени турбины и выбор закона закрутки.
Расчет ведется по трехвальной схеме ГТУ. Так как установка стационарного типа то число оборотов в СТ будет равно 5300 об/мин. Остальные данные берем из термодинамического расчета и проектного расчета осевого компрессора, которые приведены в таблице 1.

В проточную часть входит продольный разрез осевой турбины в системе ГТД.

Таблица 1
Параметры ТВД ТНД СТ
Теплоемкость газа Cpг 1,137 1,104 1,090
Газовая постоянная (R), кДж/(кг К) 0,292 0,287 0,289
Показатель адиабаты газов (K) 1,346 1,351 1,361
Частоты вращения роторов (n), об/мин 9360 7800 5300
Расход газа через турбину (Gг), кг/с 52,793 52,793 52,793
Температура на входе в турбину (T*), К 1350 1162 1036
Степень сжатия воздуха в компрессоре (?к) 2,064 1,731 3,764
Удельная работа расширения в турбине (Lт*), кДж/кг 237,265 155,245 304,571
КПД турбины (?т) 0,91 0,91 0,91
Изоэнтропический теплоперепад (Нтs*), кДж/кг 260,730 170,599 334,694
Давление газа (p*г), Па 1375,938 671,217 389,206


1 Расчёт меридионального сечения осевой турбины, определение числа ступеней и распределение теплоперепада по ступеням
1.1 Расчёт меридионального сечения ТВД, определение числа ступеней и распределение теплоперепада по ступеням
Задаёмся осевой скоростью на входе в ТВД
с_аг=130 м/с ;
Приведенное значение осевой скорости на входе в ТВД:
?_саг=с_аг/v((2•k_ТВД)/(k_ТВД+1)•R_ТВД•Т_г^* ) 130/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,292•1350)=0,195 ;
Газодинамическая функция:
q(?_cаг )=(((к_ТВД+1)/2)^(1/(к_ТВД-1))•?_cаг•(1-(к_ТВД-1)/(к_ТВД+1)•?_саг^2 ))^(1/(к_ТВД-1))=(((1,346+1)/2)^(1/(1,346-1))•0,195•(1-(1,346-1)/(1,346+1)•?0,195?^2 ))^(1/(1,137-1))=0,304 ;
Кольцевая площадь на входе в сопловой аппарат ТВД:
F_г=(G_г•v(T_г^* ))/(39,7•P_г^*•q(?_cаг ) )=(52,793•v1350)/(39,7•1375,938•0,304)=0,117 м^2 ;

Температура на выходе из ступени:
T_ТВД^*=T_г^*-(H_ТВДs^*•?_ТВД)/c_(pг ТВД) =1350-(260,730•0,91)/1,137=1141,323 К;

Температура на выходе из ступени при изоэнтропическом расширении:
T_ТВДs^*=T_г^*-(H_ТВДs^*)/c_(pг ТВД) =1350-260,730/1,137=1120,684 К;
Полное давление газа на выходе из ступени:
P_ТВД^*=P_г^*•((T_ТВДs^*)/(T_г^* ))^(k_ТВД/(k_ТВД-1))=1375,938•(1120,684/1350)^(1,137/(1,137-1))=666,608 кПа;
Задаёмся осевой скоростью на входе в ТВД:
с_аТВД=130 м/с;

Приведенное значение осевой скорости на выходе из ТВД:
?_саТВД=с_аТВД/v((2•k_ТВД)/(k_ТВД+1)•R_ТВД•Т_ТВД^* )= 130/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,292•1141,323)=0,212 ;
Газодинамическая функция:
q(?_cаТВД )=(((к_ТВД+1)/2)^(1/(к_ТВД-1))•?_cаТВД•(1-(к_ТВД-1)/(к_ТВД+1)•?_саТВД^2 ))^(1/(к_ТВД-1))=(((1,346+1)/2)^(1/(1,346-1))•0,212•(1-(1,346-1)/(1,346+1)•?0,212?^2 ))^(1/(1,346-1))=0,330;

Кольцевая площадь на выходе из ступени ТВД:

F_ТВД=(G_г•v(T_ТВД^* ))/(39,7•P_ТВД^*•q(?_(с_аТВД ) ) ) (52,793•v1141,323)/(39,7•666,608•0,330)=0,204 м^2 ;

Задаемся относительным диаметром ступени:
D_(cp ТВД)/l_ТВД =8,4;

Высота рабочей лопатки по выходной кромке ступени ТВД:
l_ТВД=v(F_ТВД/(?•(D_cpТВД )/l_ТВД ))=v(0,204/(3,14•8,4))=0,088 м;

Средний диаметр на выходе из ступени ТВД:
D_(ТВД ср)=F_ТВД/(?•l_ТВД )=0,204/(3,14•0,088)=0,739 м;

Окружная скорость на среднем диаметре на выходе из ТВД:
U_(ТВД ср)=(?•D_(ТВД ср)•n_ТВД)/60=(3,14•0,739•9360)/60=362,146 м/с;
Задаемся коэффициентом возврата тепла:
?=0;
Задаемся параметром нагруженности ТВД:
x_ТВД^*=0,50;
Число ступеней ТВД:
z=(2•H_ТВДs^*•(1+?)•x_ТВД^*)/U_(ТВД ср) =(2•260,730•(1+0)•0,50)/362,146=1;
Так как z = 1, то дальнейший расчет для ТВД ведется только для одной ступени.
Изоэнтропический КПД ступени ТВД:
?_(cm ТВД)=?_ТВД/(1+?)=0,91/(1+0)=0,91;
Удельная работа расширения в ступени ТВД:
L_cmТВД=L_ТВД=237,265 кДж/кг;
Изоэнтропический теплоперепад в ступени ТВД
H_cmТВДs=H_ТВДs=L_cmТВД/?_(cm ТВД) =237,265/0,91=260,730 кДж/кг;
Параметр нагруженности ступени ТВД:
x_cmТВД^*=x_ТВД^*=v(U_(ТВД ср)/(2•H_cmТВДs•(1+?)))=v(384,82/(2•260,730•(1+0)))=0,58;
Изоэнтропический КПД ступени ТВД:
?_(cm ТВД)=?_ТВД/(1+?)=0,91/(1+0)=0,91;
Периферийный диаметр на выходе из ТВД:
D_(т ТВД)=D_(cp ТВД)+l_ТВД=0,739 +0,088 =0,827 м;
Втулочный диаметр на выходе из ТВД:
D_(вт ТВД)=D_(cp ТВД)-l_ТВД=0,739-0,088 =0,651 м;

Высота соплового аппарата на входе в ТВД:
l_г=F_г/(?•D_(cp ТВД) )=0,117/(3,14•0,739 )=0,050 м;
Ширина лопаток:
? B?_(?рк?_ср ТВД)=? B?_(?рк?_вт )=B_(?рк?_т )=0,3•l_ТВД=0,3•0,088=0,0264м ;
? B?_(?са?_т ТВД)=B_(?са?_вт )=1,5•B_(?рк?_т )=1,5•0,0264=0,0396м;
Осевой зазор между лопаточными венцами:
s_ТВД=0,15•l_ТВД=0,25•0,088=0,0220 м;
Радиальный зазор в ступени ТВД:
r_ТВД=0,015•l_ТВД=0,02•0,088=0,0013 м;
Угол раскрытия прочной части:
?=arctg ((l_ТВД+r_ТВД+l_г ))/(2•L) ,
где L – длина проточной части на среднем диаметре;
L=B_caТВД+s_ТВД+? B?_(?рк?_ср ТВД)=0,0396+0,0013+0,0264=0,088м;
?=arctg ((0,138+0,0028+0,082))/(2•0,088)=12,5°;
Величина кольцевой площади сечения в межвенцовом зазоре:
F_(1 ТВД)=(?•(D_(1т ТВД)^2-D_(1вт ТВД)^2 ))/4 ,
где D1т ТВД – периферийный диаметр в межвенцовом зазоре ступени ТВД, м,

D_(1T ТВД)=D_ср+2•tan???/180•?•(? B_са+s/2)+l_г=0,739+2•tan??3,14/180•12,5•(0,0396+0,0220/2)+0,050=0,812м;?

D1вт ТВД – втулочный диаметр в межвенцовом зазоре ступени ТВД, м,

D_(1вт ТВД)=D_ср-2•tan???/180•?•(? B_са+s/2)+l_г=0,739+2•tan??3,14/180•12,5•(0,0396+0,0220/2)-0,050=0,667м;?

F_1ТВД=(3,14•(?0,812 ?^2-?0,667?^2))/4=0,168м;

Окружная скорость на среднем диаметре:
u_cpТВД=(?•D_срТВД•n_ТВД)/60=(3,14•0,739 •9360)/60=362,146 м/с;
Коэффициент расхода:
с ?_аТВД=с_аТВД/u_(ср ТВД) =130/362,146=0,359;
Задаемся степенью реактивности:
?_(ср ТВД)=0,22;

Угол выхода потока в абсолютном движении из ТВД:
?_2ТВД=78°;
Абсолютная скорость выхода потока из ТВД:
с_ТВД=с_аТВД/sin???_ТВД ? =130/(sin78°)=132,924 м/с;
Приведенное значение скорости:
?_сТВД=с_ТВД/v((2•k_ТВД)/(k_ТВД+1)•R_ТВД•Т_ТВД^* )=132,924/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,292•1141,323)=0,217;

Газодинамическая функция:
?(?_сТВД )=[1-(к_ТВД-1)•(?_сТВД^2)/(к_ТВД+1)]^(к_ТВД/(к_ТВД-1))=[1-(1,137-1)•?0,217?^2/(1,346+1)]^(1,346/(1,346-1))=0,973 ;

Статическое давление на выходе из ТВД:
Р_ТВД=Р_ТВД^*•?(?_(с ТВД) )= 1375,938•0,973=648,815 кПа ;

Изоэнтропический теплоперепад в ступени при расширении газа до давления Р2:
H_(cm ТВДs)=T_г^*•c_(pг ТВД)•[1-(P_ТВД/(P_г^* ))^((k_ТВД-1)/k_ТВД ) ]=1350•1,137•[1-(648,815/1375,938)^((1,346-1)/1,346) ]=288,62 кДж/кг;
Данный расчет для ТВД сведем в таблицу 2 (в приложении).
1.2 Расчёт меридионального сечения ТНД, определение числа ступеней и распределение теплоперепада по ступеням
Задаёмся осевой скоростью на входе в ТНД
с_аТВД=130 м/с ;
Приведенное значение осевой скорости на входе в ТНД:
?_саТВД=с_аТВД/v((2•k_ТНД)/(k_ТНД+1)•R_ТНД•Т_ТВД^* ) =130/v((2•1,351)/(1,351+1)•0,287•1162)=0,210 ;

Газодинамическая функция:
q(?_cаТВД )=(((к_ТНД+1)/2)^(1/(к_ТНД-1))•?_cаТВД•(1-(к_ТНД-1)/(к_ТНД+1)•?_саТВД^2 ))^(1/(к_ТВД-1))=(((1,351+1)/2)^(1/(1,51-1))•0,210•(1-(1,351-1)/(1,351+1)•?0,210?^2 ))^(1/(1,351-1))=0,327 ;
Кольцевая площадь на входе в сопловой аппарат ТНД:
F_ТВД=(G_г•v(T_ТВД^* ))/(39,7•P_ТВД^*•q(?_cаТВД ) )=(241,72•v1162)/(39,7•671,217•0,327)=0,207 м^2 ;

Температура на выходе из ступени:
T_ТНД^*=T_ТВД^*-(H_ТНДs^*•?_ТНД)/c_(pг ТВД) =1162-(170,599•0,91)/1,104=1021,412 К;

Температура на выходе из ступени при изоэнтропическом расширении:
T_ТНДs^*=T_ТВД^*-(H_ТНДs^*)/c_(pг ТНД) =1162-170,599/1,104=1007,508 К;
Полное давление газа на выходе из ступени:
P_ТНД^*=P_ТВД^*•((T_ТНДs^*)/(T_ТВД^* ))^(k_ТНД/(k_ТНД-1))=671,217•(1007,508/1162)^(1,351/(1,351-1))=387,808 кПа;
Задаёмся осевой скоростью на входе в ТНД:
с_аТНД=135 м/с;

Приведенное значение осевой скорости на выходе из ТНД:
?_саТНД=с_аТНД/v((2•k_ТНД)/(k_ТНД+1)•R_ТНД•Т_ТНД^* )= 135/v((2•1,351)/(1,351+1)•0,287•1021,412)=0,233 ;
Газодинамическая функция:
q(?_cаТНД )=(((к_ТНД+1)/2)^(1/(к_ТНД-1))•?_cаТНД•(1-(к_ТНД-1)/(к_ТНД+1)•?_саТНД^2 ))^(1/(к_ТНД-1))=(((1,351+1)/2)^(1/(1,351-1))•0,233•(1-(1,351-1)/(1,351+1)•?0,233?^2 ))^(1/(1,351-1))=0,360;

Кольцевая площадь на выходе из ступени ТНД:

F_ТНД=(G_г•v(T_ТНД^* ))/(39,7•P_ТНД^*•q(?_(с_аТНД ) ) ) (52,793•v1021,412)/(39,7•387,808•0,360)=0,304 м^2 ;

Задаемся относительным диаметром ступени:
D_(cp ТНД)/l_ТНД =7,1;

Высота рабочей лопатки по выходной кромке ступени ТНД:
l_ТНД=v(F_ТНД/(?•(D_cpТНД )/l_ТНД ))=v(0,304/(3,14•7,1))=0,117 м;

Средний диаметр на выходе из ступени ТНД:
D_(ТНД ср)=F_ТНД/(?•l_ТНД )=0,304/(3,14•0,117)=0,829 м;

Окружная скорость на среднем диаметре на выходе из ТНД:
U_(ТНД ср)=(?•D_(ТНД ср)•n_ТНД)/60=(3,14•0,829•7800)/60=338,449 м/с;
Задаемся коэффициентом возврата тепла:
?=0;
Задаемся параметром нагруженности ТНД:
x_ТНД^*=0,58;
Число ступеней ТВД:
z=(2•H_ТНДs^*•(1+?)•x_ТНД^*)/U_(ТНД ср) =(2•170,599•(1+0)•0,58)/338,449=1;
Так как z = 1, то дальнейший расчет для ТНД ведется только для одной ступени.
Изоэнтропический КПД ступени ТНД:
?_(cm ТНД)=?_ТНД/(1+?)=0,91/(1+0)=0,92;
Удельная работа расширения в ступени ТНД:
L_cmТНД=L_ТНД=155,245 кДж/кг;
Изоэнтропический теплоперепад в ступени ТНД
H_cmТНДs=H_ТНДs=L_cmТНД/?_(cm ТНД) =155,245/0,91=170,599 кДж/кг;
Параметр нагруженности ступени ТНД:
x_cmТНД^*=x_ТНД^*=v(U_(ТНД ср)/(2•H_cmТНДs•(1+?)))=v(338,449/(2•170,599•(1+0)))=0,58;

Данный расчет для ТНД, а также геометрические параметры сведем в таблицу 2 (в приложении)


1.3 Расчёт меридионального сечения СТ, определение числа ступеней и распределение теплоперепада по ступеням
Задаёмся осевой скоростью на входе в СТ:
с_аТНД=135 м/с ;
Приведенное значение осевой скорости на входе в СТ:
?_саТНД=с_аТНД/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•Т_ТНД^* ) =135/v((2•1,361)/(1,361+1)•0,289•1036)=0,231 ;

Газодинамическая функция:
q(?_cаТНД )=(((к_СТ+1)/2)^(1/(к_СТ-1))•?_cаТНД•(1-(к_СТ-1)/(к_СТ+1)•?_саТНД^2 ))^(1/(к_СТ-1))=(((1,361+1)/2)^(1/(1,361-1))•0,231•(1-(1,361-1)/(1,361+1)•?0,231?^2 ))^(1/(1,361-1))=0,358 ;
Кольцевая площадь на входе в сопловой аппарат СТ:
F_ТНД=(G_г•v(T_ТНД^* ))/(39,7•P_ТНД^*•q(?_cаТНД ) )=(52,793•v1036)/(39,7•389,206•0,358)=0,307 м^2 ;

Температура на выходе из ступени:
T_СТ^*=T_ТНД^*-(H_СТs^*•?_СТ)/c_(pг СТ) =1036-(334,694•0,91)/1,090=756,601 К;

Температура на выходе из ступени при изоэнтропическом расширении:
T_СТs^*=T_ТНД^*-(H_СТs^*)/c_(pг СТ) =1036-334,694/1,090=728,968 К;
Полное давление газа на выходе из ступени:
P_СТ^*=P_ТНД^*•((T_СТs^*)/(T_ТНД^* ))^(k_СТ/(k_СТ-1))=389,206•(728,968/1036)^(1,361/(1,361-1))=103,402 кПа;
Задаёмся осевой скоростью на входе в СТ:
с_аСТ=175 м/с;

Приведенное значение осевой скорости на выходе из СТ:
?_саСТ=с_аСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•Т_СТ^* )= 175/v((2•1,361)/(1,361+1)•0,289•756,601)=0,351 ;
Газодинамическая функция:
q(?_cаСТ )=(((к_СТ+1)/2)^(1/(к_СТ-1))•?_cаСТ•(1-(к_СТ-1)/(к_СТ+1)•?_саСТ^2 ))^(1/(к_СТ-1))=(((1,361+1)/2)^(1/(1,361-1))•0,351•(1-(1,361-1)/(1,361+1)•?0,351?^2 ))^(1/(1,361-1))=0,527;

Кольцевая площадь на выходе из ступени СТ:

F_СТ=(G_г•v(T_СТ^* ))/(39,7•P_СТ^*•q(?_(с_аСТ ) ) ) (52,793•v756,601)/(39,7•103,402•0,527)=0,672 м^2 ;

Задаемся относительным диаметром ступени:
D_(cp СТ)/l_СТ =6,9;

Высота рабочей лопатки по выходной кромке ступени СТ:
l_СТ=v(F_СТ/(?•(D_cpСТ )/l_СТ ))=v(0,627/(3,14•6,9))=0,176 м;

Средний диаметр на выходе из ступени СТ:
D_(СТ ср)=F_СТ/(?•l_СТ )=0,627/(3,14•0,176)=1,213 м;

Окружная скорость на среднем диаметре на выходе из СТ:
U_(СТ ср)=(?•D_(СТ ср)•n_СТ)/60=(3,14•1,213•5300)/60=336,478 м/с;
Задаемся коэффициентом возврата тепла:
?=0,015;
Задаемся параметром нагруженности СТ:
x_СТ^*=0,58;
Число ступеней СТ:
z=(2•H_СТs^*•(1+?)•x_СТ^*)/U_(ТНД ср) =(2•334,694•(1+0,015)•0,58)/336,478=2;
Так как z = 2, то дальнейший расчет для СТ ведется для трех ступеней.
Изоэнтропический КПД ступени СТ:
?_(cm1 СТ)=?_(cm2 СТ)=?_(cm3 СТ)=?_СТ/(1+?)=0,91/(1+0,015)=0,897;
Удельная работа расширения в ступени ТНД:
L_cm1СТ=L_cm2СТ=L_СТ/2=304,571/2=152,286 кДж/кг;
Изоэнтропический теплоперепад в ступени СТ:
H_cm1СТs=H_cm2СТs=L_cmСТ/(2•?_cmСТ )=152,286/(3•0,897)=169,857 кДж/кг;
Параметр нагруженности ступени СТ:
x_cm1СТ^*=x_cm2СТ^*=v(U_(СТ ср)/(2•H_cmСТs•(1+?)))=v(336,478/(2•169,857•(1+0,015)))=0,58;
Данный расчет СТ, а также геометрические параметры сведем в таблицу 2 (в приложении)
2 Определение параметров потока в сопловом аппарате ступени на среднем диаметре
Расчет производится для ТВД
Изоэнтропический теплоперепад в сопловом аппарате:
Н_(СА ТВДs)=Н_(cm ТВДs)•(1-?_(ср ТВД) )=269,559•(1-0,22)=210,253 кДж/кг;
Изоэнтропический теплоперепад в рабочем колесе:
Н_(рк ТВДs)=Н_(cm ТВДs)-Н_(CA ТВДs)=269,559-210,253=59,302 кДж/кг;
Изоэнтропическая скорость потока за сопловым аппаратом:
с_(1 ТВДs)=v((2•Н_(СА ТВДs) ) )=v((2•210,253•?10?^3))=648,464 м/с ;
Абсолютная скорость потока за сопловым аппаратом:
с_1ТВД=?_СА•с_(1 ТВДs) ,
где ?СА – коэффициент скорости соплового аппарата, задаемся ?СА=0,964;
с_1ТВД=648,464•0,964=625,120 м/с;
Приведенное значение скорости с1:
?_с1ТВД=с_1ТВД/v((2•k_ТВД)/(k_ТВД+1)•R_ТВД•Т_г^* )=625,120/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,292•1350)=0,937;
Статическая температура на выходе из соплового аппарата:
Т_1ТВД=Т_1ТВД^*•?(?_с1ТВД ) ,
где ?(?_с1 ) – газодинамическая функция;
?(?_с1ТВД )=[1-((k_ТВД-1)•?_с1ТВД^2)/((k_ТВД+1))]=[1-((1,346-1)•?0,937?^2)/((1,346+1))]=0,871 ;
так как?? процесс расширения энергоизолированный,то Т?_г^*=Т?_1ТВД^*=1600 К;
Т_1ТВД=Т_1ТВД^*•?(?_с1ТВД )=1350•0,871=1175,178 К;
Температура за сопловым аппаратом в изоэнтропическом процессе:
Т_1ТВДs=T_г^*-H_(СА ТВДs)/c_(pг ТВД) =1350-210,253/1,137=1165,080 К;
Статическое давление за сопловым аппаратом в изоэнтропическом процессе:
P_1ТВД=P_г^*•(T_1ТВДs/(T_г^* ))^(k_ТВД/(k_ТВД-1))=1375,938•(1165,080/1600)^(1,346/(1,346-1))=775,443 кПа;

Полное давление за сопловым аппаратом в изоэнтропическом процессе:
P_1ТВД^*=P_1ТВД/?(?_с1ТВД ) ,
где
?(?_с1ТВД )=[1-(k_ТВД-1)•(?_с1ТВД^2)/(k_ТВД+1)]^(k_ТВД/(k_ТВД-1))=[1-(1,346-1)•?0,937?^2/(1,346+1)]^(1,346/(1,346-1))=0,583 ;
P_1ТВД^*=P_1ТВД/?(?_с1ТВД ) =775,443/0,583=1330,479 кПа;

Коэффициент потери полного давления:
?_СА=(P_1ТВД^*)/(Р_г^* )=(1330,479 )/1375,938=0,967;
Изоэнтропическая приведенная скорость потока за сопловым аппаратом:
?_(с1 ТВДs)=?_c1ТВД/?_СА =0,937/0,964=0,972;
Определяем угол выхода потока из соплового венца:
?_1ТВД=arcsin (G_г•v(Т_1ТВД^* ))/(39,7•Р_1ТВД^*•q(?_c1ТВДs )•F_1ТВД ) ,
где
q(?_c1ТВДs )=(((k_ТВД+1)/2)^(1/(k_ТВД-1))•?_c1ТВДs•(1-(k_ТВД-1)/(k_ТВД+1)•?_c1ТВДs^2 ))^(1/(k_ТВД-1))=
=(((1,346+1)/2)^(1/(1,346-1))•0,978•(1-(1,346-1)/(1,346+1)•?0,978?^2 ))^(1/(1,346-1))=0,998;
?_1ТВД=(52,793•v1350)/(39,7•1330,479•0,998•0,168)=12,6°;
Находим угол отставания потока в косом срезе соплового аппарата, используя номограмму:
??_1=0,2°;
Эффективный угол выхода из соплового аппарата:
?_1эф=?_1ТВД-??_1ТВД=12,6°-0,2°=12,4°;

Угол установки профиля в решетке находим по графику:
? = 37о;
Хорда профиля лопатки соплового аппарата в среднем сечении:
b_СА=B_САсрТВД/sin?=0,0396/(sin 37°)=0,067 м;
Оптимальный шаг решетки соплового аппарата:
t_opt=t ?•b_СА ,
где t ? - относительный шаг решетки, используя номограмму принимаем t ?=0,93,
t_opt=t ?•b_СА=0,93•0,1=0,063 м;
Оптимальное число лопаток в венце:
z_Лopt=(?•D_cpТВД)/t_opt =(3,14•0,739)/0,063=37 ;

Уточненное значение оптимального шага решетки:
?t?_opt=(?•D_cpТВД)/z_лopt =(3,14•0,739)/37=0,063м;
Ширина межлопаточного канала в горле:
a_1opt=t_opt^,•sin?_1эф=0,063•sin12,4=0,014 м;
Осевая и окружная составляющие скорости истечения газа в абсолютном движении:
c_1uТВД=c_1ТВД•cos?_1ТВД=625,120•cos?12,6=609,980 м/с;
c_1aТВД=c_1ТВД•sin?_1ТВД=625,120•sin?12,6=136,743 м/с;
Окружная составляющая скорости на входе в рабочее колесо в относительном движении:
w_1uТВД=c_1uТВД-u_срТВД=609,980-362,146=247,834 м/с;
Угол входа потока в рабочее колесо в относительном движении:
?_1ТВД=arctg с_1аТВД/w_1uТВД =arctg 136,743/247,834=28,9°;
Скорость на входе в рабочее колесо в относительном движении:
w_1ТВД=c_1aТВД/(sin?_1ТВД )=136,743/(sin 28,9)=283,056 м/с;

Температура торможения газа перед рабочей лопаткой в относительном движении:
T_1wТВД^*=T_1ТВД+(w_1ТВД^2)/(2•с_(рг ТВД) )=1175,178+?283,056?^2/(2•1,137•?10?^3 )=1210,412 К;
Давление торможения газа перед рабочей лопаткой в относительном движении:
P_1wТВД^*=P_1ТВД•((T_1wТВД^*)/T_1ТВД )^((k_ТВД-1)/k_ТВД )=775,443•(1210,412/1175,178)^((1,346-1)/1,346)=781,350 кПа;
Приведенная скорость потока в относительном движении:

?_w1ТВД=w_1ТВД/v((2•k_ТВД)/(k_ТВД+1)•R_ТВД•Т_1wТВД^* )=283,056/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,292•1210,412)=0,448;
Данный расчет для ТВД, ТНД и СТ сведем в таблицу 3 (в приложении).


3 Определение параметров потока за лопаточным венцом рабочего колеса на среднем диаметре
Скорость истечения газа из рабочего колеса в относительном движении при изоэнтропическом расширении газа:
w_2ТВДs=v(2•H_ркТВДs+w_1ТВД^2 )=v(2•59,302•?10?^3+?283,056?^2 )=445,786м/с;
Приведенное значение изоэнтропической скорости w2s:
?_2wТВДs=w_2ТВДs/v((2•k_ТВД)/(k_ТВД+1)•R_ТВД•Т_2wТВД^* )=445,786/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,292•1210,412)=0,706;
так как процесс расширения энергоизолированный,то Т_w1ТВД^*=Т_w2ТВД^*=1210,412 К;

Приведенное значение действительной скорости истечения газа из рабочего колеса в относительном движении:
?_2wТВД=?_рк•?_2wТВДs ,
где ?_рк – коэффициент скорости рабочего колеса, задаемся ?_рк=0,95 ;
?_2wТВД=?_рк•?_2wТВДs=0,95•0,706=0,671;
Величина угла выхода потока из рабочего колеса в относительном движении (первое приближение):
?_2ТВД=arcsin?((G_г•v(T_2wТВД^* ))/(39,7•P_1wТВД^*•q(?_2wТВД )•F_ТВД ) ,
где q(?_2wТВД )=(((к_ТВД+1)/2)^(1/(к_ТВД-1))•?_2wТВД•(1-(к_ТВД-1)/(к_ТВД+1)•?_2wТВД^2 ))^(1/(к_ТВД-1))=
=(((1,346+1)/2)^(1/(1,346-1))•0,671•(1-(1,346-1)/(1,346+1)•?0,671?^2 ))^(1/(1,346-1))=0,872 ;
?_2ТВД=(52,793•v1210,412)/(39,7•781,350•0,872•0,168 )=19,8°;

Степень конфузорности межлопаточного канала:
к=(sin?_1ТВД)/(sin?_2ТВД )=(sin28,9°)/(sin19,8°)=1,425;
Уточняем значение коэффициента скорости ?_рк, используя номограмму:
???_рк=0,954;

Уточенное значение приведенной действительной скорости истечения газа из рабочего колеса в относительном движении:
???_2wТВД=???_рк•?_2wТВДs=0,954•0,706=0,673;
Уточненное значение q(?_2w ):
q(???_2wТВД )=(((к_ТВД+1)/2)^(1/(к_ТВД-1))•???_2wТВД•(1-(к_ТВД-1)/(к_ТВД+1)•???_2wТВД^2 ))^(1/(к_ТВД-1))=
=(((1,346+1)/2)^(1/(1,346-1))•0,673•(1-(1,346-1)/(1,346+1)•?0,673?^2 ))^(1/(1,346-1))=0,874;
Уточненное значение угла выхода потока из рабочего колеса в относительном движении:
???_2=arcsin?((G_г•v(T_2wТВД^* ))/(39,7•P_1wТВД^*•?q(??^?_2wТВД )?^•F_ТВД )=(52,793•v1210,412)/(39,7•781,350•0,874•0,68 )=19,8°;
Находим угол отставания потока в косом срезе рабочего венца, используя номограмму:
??=1,2°;
Эффективный угол выхода из решетки
?_2эф=?_1ТВД-??=19,8°-1,2°=18,6°;
Угол установки профиля в решетке находим по графику:
?=67°;
Хорда профиля лопатки рабочего колеса в среднем сечении:
b_рк=В_рксрТВД/sin?=0,0264/sin??67°? =0,029 м;
Оптимальный шаг решетки рабочего колеса:
t_opt=t ?•b_рк ,
где t ? - относительный шаг решетки, используя номограмму принимаем t ?=0,67;
t_opt=t ?•b_рк=0,67•0,029=0,019 м;
Оптимальное число лопаток в венце:
z_Лopt=(?•D_2срТВД)/t_opt =(3,14•0,739)/0,019=121;

Уточненное значение оптимального шага решетки:
?t?_opt=(?•D_2cpТВД)/z_лopt =(3,14•0,739)/121=0,019 м;
Ширина межлопаточного канала в горле:
a_2opt=t_opt^,•sin?_2эф=0,019•sin??18,6=0,006 м?;
Скорость истечения газа из рабочего колеса в относительном движении
w_2ТВД=???_рк•w_2ТВДs=0,954•445,786=425,280 м/с;
Статическая температура на выходе из рабочего колеса:
T_2ТВД=T_1wТВД^*-(w_2ТВД^2)/(2•c_pгТВД )=1210,412-?425,280 ?^2/(2•1,137•?10?^3 )=1130,876 К;
Осевые и окружные составляющие относительной скорости на выходе из рабочего колеса:
w_2aТВД=w_2ТВД•sin?_2ТВД=425,280•sin?19,8=143,825 м/с ;
w_2uТВД=w_2ТВД•cos?_2ТВД=425,280•cos?19,8=400,221 м/с;
Окружная составляющая абсолютной скорости:
с_2uТВД=w_2uТВД-u_cpТВД=400,221-362,146=38,075 м/с;
Абсолютная скорость за рабочим колесом:
с_2ТВД=v(w_2aТВД^2+c_2uТВД^2 )=v(?143,825?^2+?38,075 ?^2=) 148,780 м/с;
Полная температура на выходе из ступени:
T_2ТВД^*=T_2ТВД+(c_2ТВД^2)/(2•c_pгТВД )=1130,876+?148,780?^2/(2•1,137•?10?^3 )=1140,611 К;
Приведенное значение абсолютной скорости за рабочим колесом:
?_2ТВД=с_2ТВД/v((2•k_ТВД)/(k_ТВД+1)•R_ТВД•Т_2ТВД^* )=148,780/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,292•1140,611)=0,243;
Полное давление потока на выходе из ступени
P_2ТВД^*=P_ТВД/?(?_2ТВД ) ,
где ?(?_2ТВД )=[1-(к_ТВД-1)•(?_2ТВД^2)/(к_ТВД+1)]^(к_ТВД/(к_ТВД-1))=[1-(1,346-1)•?0,243?^2/(1,346+1)]^(1,346/(1,346-1))=0,967;
P_2ТВД^*=(648,815 )/0,967=671,217 кПа;

Угол выхода потока в абсолютном движении:
?_2ТВД=arcsin w_2aТВД/c_2ТВД =arcsin 143,825/148,780=75,2°;
Теоретическая работа ступени:
? L?_TU=u_2ТВД•(c_1uТВД+c_2uТВД )=362,146•(609,980+38,075)=234,691 кДж/кг ;
? L?_TU=u_2ТВД•(w_1uТВД+w_2uТВД )=362,146•(247,834+400,221)=234,691 кДж/кг ;
L_TU=(c_1ТВД^2-c_2ТВД^2)/2+(w_2ТВД^2-w_1ТВД^2)/2=(?625,120?^2-?148,780?^2)/2+(?425,280?^2-?283,056?^2)/2=234,691 кДж/кг;
Мощность, вырабатываемая ТВД:
N_ТВД=L_TU•G_г=234,691•52,793=12541,463 кВт;

Окружной КПД ТВД:
?_u=L_TU/Н_cmТВДs =(234,691 )/269,555=0,871;

Используемый теплоперепад:
L_(cm ТВД)^*=c_pгТВД•(T_г^* ?-T?_2ТВД^* )=1,137•(1350-1140,611 )=238,074 кДж/кг;
Потери энергии в сопловом аппарате:
?L_rСАТВД=с_pгТВД•(T_1ТВД-T_1ТВДs )=1,137•(1175,178-1165,080)=11,482 кДж/кг;
Потери энергии в рабочем колесе:
?L_rРКТВД=с_pгТВД•(T_2ТВД-?T^?_2ТВДs ) ,
где
?T?_2ТВДs=T_1ТВД•?(P_2ТВД/P_1ТВД )?^((k_ТВД-1)/k_ТВД )=1175,178•(648,815/775,443)^((1,346-1)/1,346)=1122,569 К ;
?L_(rРК ТВД)=1,137•(1130,876-1122,569)=9,445 кДж/кг;
Потери энергии с выходной скоростью:
?L_rВСТВД=(с_2ТВД^2)/2=?148,780?^2/(2•?10?^3 )=11,068 кДж/кг;
Используемый теплоперепад в ступени:
L_стТВД^*=Н_cmТВДs-?L_rСАТВД-?L_rРКТВД-?L_rВСТВД=269,555-11,482 -9,445-11,068=237,560 кДж/к;

Данный расчет для ТВД, ТНД и СТ сведем в таблицу 4 (в приложении).


4 Расчет параметров газового потока на трех радиусах последней ступени СТ
Расчет производится по 2 ступени СТ для втулочного диаметра. Так как 2 ступень неохлаждаемая, то выбираем закон постоянства циркуляции для получения максимального КПД ступени.
Угол абсолютной скорости газа в осевом зазоре:
?_1втСТ=arctg(tg?_1•r_вт1СТ/r_cp1СТ ) ,
где r_1вт- втулочный радиус на входе в 2 ступень СТ r_вт1СТ=0,531 м ;
? r?_1cp - средний радиус на входе в 2 ступень СТ r_cp1СТ=0,607 м ;
? r?_1т - периферийный радиус на входе в 2 ступень СТ r_т1СТ=0,682 м ;
- во втулочном сечении:
?_1втСТ=arctg(tg?_1СТ•r_вт1СТ/r_cp1СТ )=arctg(tg 20,291°•0,531/0,607)=17,947°;
- в среднем сечении:
?_1срСТ=arctg(tg?_1СТ•r_ср1СТ/r_cp1СТ )=arctg(tg 20,291°•0,607/0,607)=20,291°;
- в периферийном сечении:
?_1тСТ=arctg(tg?_1СТ•r_т1СТ/r_cp1СТ )=arctg(tg 20,291°•0,682/0,607)=22,567°;
Осевая составляющая абсолютной скорости в осевом зазоре:
- во втулочном сечении:
с_1автСТ=166,234 м/с;
- в среднем сечении:
с_1асрСТ=166,234 м/с;
- в периферийном сечении:
с_1атСТ=166,234 м/с;

Окружная составляющая абсолютной скорости газа в осевом зазоре:
- во втулочном сечении:
с_1uвтСТ=с_1uСТ•(r_cp1СТ/r_вт1СТ )=449,843•(0,607/0,531)=513,511 м/с;
- в среднем сечении:
с_1uсрСТ=с_1uСТ•(r_cp1СТ/r_ср1СТ )=449,843•(0,607/0,607)=449,843 м/с;
- в периферийном сечении:
с_1uтСТ=с_1uСТ•(r_cp1СТ/r_т1СТ )=449,843•(0,607/0,682)=400,220 м/с;

Абсолютная скорость газа в осевом зазоре:
- во втулочном сечении:
с_1втСТ=с_1aСТ/?sin ? ?_1втСТ =166,234/sin??17,947°? =539,750 м/с;
- в среднем сечении:
с_1срСТ=с_1aСТ/?sin ? ?_1срСТ =166,234/sin??20,291°? =483,063 м/с;
- в периферийном сечении:
с_1тСТ=с_1aСТ/?sin ? ?_1тСТ =166,234/sin??22,567°? =433,370 м/с;

Изоэнтропическая абсолютная скорость газа в осевом зазоре:
- во втулочном сечении:
с_1sвтСТ=c_1втСТ/?_CA =539,750/0,96=564,592 м/с;
- в среднем сечении:
с_1sсрСТ=c_1срСТ/?_CA =483,063/0,96=501,648 м/с;
- в периферийном сечении:
с_1sтСТ=c_1тСТ/?_CA =433,370/0,96=453,316 м/с;

Изоэнтропическая работа в сопловом аппарате:
- во втулочном сечении:
Н_САsвтСТ=(с_1sвтСТ^2)/2=?564,592?^2/(2•?10?^3 )=159,382 кДж/кг;
- в среднем сечении:
Н_САsсрСТ=(с_1sсрСТ^2)/2=?479,575?^2/(2•?10?^3 )=125,825 кДж/кг;
- в периферийном сечении:
Н_САsтСТ=(с_1sтСТ^2)/2=?453,316?^2/(2•?10?^3 )=102,748 кДж/кг;

Окружная скорость решетки на входе и в рабочего колеса:
- во втулочном сечении:
u_1втСТ=u_2втСТ=u_срСТ•(r_1втСТ/r_1срСТ )=336,478•(0,531/0,607)=294,758 м/с;
- в среднем сечении:
u_1срСТ=u_2срСТ=u_срСТ•(r_1срСТ/r_1срСТ )=336,478•(0,607/0,607)=336,478 м/с;
- в периферийном сечении:
u_1тСТ=u_2тСТ=u_срСТ•(r_1тСТ/r_1срСТ )=336,478•(0,682/0,607)=378,197 м/с;

Окружная составляющая абсолютной скорости газа за рабочим колесом:
- во втулочном сечении:
с_2uвтСТ=c_(2uСТ ) (r_2срСТ/r_2втСТ )=0,178•(0,531/0,607)=0,203 м/с;
- в среднем сечении:
с_2uсрСТ=c_(2uСТ ) (r_2срСТ/r_2срСТ )=0,178•(0,607/0,607)=0,178 м/с;
- в периферийном сечении:
с_2uтСТ=c_(2uСТ ) (r_2срСТ/r_2тСТ )=0,178•(0,682/0,607)=0,158 м/с;

Осевая составляющая абсолютной скорости газа за рабочим колесом:
- во втулочном сечении:
с_2автСТ=c_(2аСТ )=188,587 м/с;
- в среднем сечении:
с_2асрСТ=c_(2аСТ )=188,587 м/с;
- в периферийном сечении:
с_2атСТ=c_(2аСТ )=188,587 м/с;

Угол абсолютной скорости газа за рабочим колесом:
- во втулочном сечении:
?_2втСТ=arctg(с_2автСТ/с_2uвтСТ )=arctg(188,587/0,203)=89,984°;
- в среднем сечении:
?_2срСТ=arctg(с_2асрСТ/с_2uсрСТ )=arctg(188,587/0,178)=89,992°;
- в периферийном сечении:
?_2тСТ=arctg(с_2атСТ/с_2uтСТ )=arctg(188,587/0,158)=89,998°;

Изоэнтропическая степень реактивности:
- во втулочном сечении:
?_sвтСТ=1-H_САsвтСТ/H_cmsСТ =1-159,382/185,037=0,139;
- в среднем сечении:
?_sсрСТ=1-H_САsсрСТ/H_cmsСТ =1-125,825/185,037=0,320;
- в периферийном сечении:
?_sтСТ=1-H_САsтСТ/H_cmsСТ =1-102,748/185,037=0,445;

Кинематическая степень реактивности:
- во втулочном сечении:
?_втСТ=1-(1-?_срСТ )•(?r_cpСТ/r_втСТ )?^2=1-(1-0,139)•(0,531/0,607)^2=0,114;
- в среднем сечении:
?_срСТ=1-(1-?_срСТ )•(?r_cpСТ/r_срСТ )?^2=1-(1-0,320)•(0,607/0,607)^2=0,320;
- в периферийном сечении:
?_тСТ=1-(1-?_срСТ )•(?r_cpСТ/r_тСТ )?^2=1-(1-0,445)•(0,682/0,607)^2=0,462;

Абсолютная скорость газа за турбиной:
- во втулочном сечении:
с_2втСТ=(с_2автСТ/sin???_2втСТ ? )=(188,587/sin?89,984 )=188,587 м/с;
- в среднем сечении:
с_2срСТ=(с_2асрСТ/sin???_2срСТ ? )=(188,587/sin?89,992 )=188,587 м/с;
- в периферийном сечении:
с_2тСТ=(с_2атСТ/sin???_2тСТ ? )=(188,587/sin?89,998 )=188,587 м/с;

Угол выхода потока из рабочего колеса в относительном движении:
- во втулочном сечении:
?_2втСТ=arctg(c_2автСТ/((c_2uвтСТ+u_1втСТ ))=arctg(188,587/((0,203+294,758 ) ))=32,610°;
- в среднем сечении:
?_2срСТ=arctg(c_2асрСТ/((c_2uсрСТ+u_1срСТ ))=arctg(188,587/((0,178+336,478) ))=29,271°;
- в периферийном сечении:
?_2тСТ=arctg(c_2атСТ/((c_2uтСТ+u_1тСТ ))=arctg(190,537/((0,158+378,197) ))=26,507°;

Угол входа потока в рабочем колесе в относительном движении:
- во втулочном сечении:
?_1втСТ=arctg(c_1автСТ/((c_1uвтСТ+u_1втСТ ) ))=arctg(166,234/((513,513+264,758) ))=37,250°;
- в среднем сечении:
?_1срСТ=arctg(c_1асрСТ/((c_1uсрСТ+u_1срСТ ) ))=arctg(166,234/((449,843+336,478) ))=55,736°;
- в периферийном сечении:
?_1тСТ=arctg(c_1атСТ/((c_1uтСТ+u_1тСТ ) ))=arctg(166,234/((400,220+378,197) ))=82,495°;

Угол поворота потока в решетке:
- во втулочном сечении:
??_втСТ=180-(?_1втСТ+?_2втСТ )=180-(37,250+32,610)=110,140°;
- в среднем сечении:
??_сртСТ=180-(?_1срСТ+?_2срСТ )=180-(55,736+29,271)=94,993°;
- в периферийном сечении:
??_тСТ=180-(?_1тСТ+?_2тСТ )=180-(82,495+26,507)=70,998°;

Относительная скорость газа на выходе из рабочего колеса:
- во втулочном сечении:
w_2втСТ=с_2автСТ/sin???_2втСТ ? =188,587/sin?32,610 =350,095 м/с;
- в среднем сечении:
w_2срСТ=с_2асрСТ/sin???_2срСТ ? =188,587/sin?29,271 =385,878 м/с;
- в периферийном сечении:
w_2тСТ=с_2атСТ/sin???_2тСТ ? =188,587/sin?26,507 =422,750 м/с;

Относительная скорость газа на входе в рабочее колесо:
- во втулочном сечении:
w_1втСТ=с_1автСТ/sin???_1втСТ ? =166,234/sin?37,250 =274,750 м/с;
- в среднем сечении:
w_1срСТ=с_1асрСТ/sin???_1срСТ ? =166,234/sin?55,736 =201,210 м/с;
- в периферийном сечении:
w_1тСТ=с_1атСТ/sin???_1тСТ ? =166,234/sin?82,495 =167,686 м/с;

Приведенная абсолютная скорость газа в осевом зазоре:
- во втулочном сечении:
?_1втСТ=с_1втСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•Т_0СТ^* )=539,750/v((2•1,361)/(1,361+1)•0,289•896)=0,993;
- в среднем сечении:
?_1срСТ=с_1срСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•Т_0СТ^* )=479,575/v((2•1,361)/(1,312+1)•0,289•896)=0,883;
- в периферийном сечении:
?_1тСТ=с_1тСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•Т_0СТ^* )=433,370/v((2•1,361)/(1,361+1)•0,289•896)=0,798;

Приведенное значение окружной скорости на входе в рабочее колесо:
- во втулочном сечении:
?_u1втСТ=u_1втСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•Т_0СТ^* )=294,758/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,289•896)=0,542;
- в среднем сечении:
?_u1срСТ=u_1срСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•Т_0СТ^* )=336,478/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,289•896)=0,619;
- в периферийном сечении:
?_u1тСТ=u_1тСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•Т_0СТ^* )=378,197/((2•1,346)/(1,346+1)•0,289•896)=0,696;

Температура торможения относительной скорости на входе в рабочее колесо:
- во втулочном сечении:
? Т?_1wСТ^*=? Т?_2wСТ^*=Т_0СТ^*•[1-(2•?_u1втСТ•?_1втСТ•cos???_1втСТ-?_u1втСТ^2 ? )•(к_СТ-1)/(к_СТ+1)]=896[1-(2•0,542•0,993•cos?17,947-?0,542?^2 )•(1,361-1)/(1,361+1)]=796,146 К;
- в среднем сечении:
? Т?_1wСТ^*=? Т?_2wСТ^*=Т_0СТ^*•[1-(2•?_u1срСТ•?_1срСТ•cos???_1срСТ-?_u1срСТ^2 ? )•(к_СТ-1)/(к_СТ+1)]=896•[1-(2•0,619•0,889•cos?20,291-?0,619?^2 )•(1,361-1)/(1,361+1)]=808,366,К;
- в периферийном сечении:
? Т?_1wСТ^*=? Т?_2wСТ^*=Т_0СТ^*•[1-(2•?_u1тСТ•?_1тСТ•cos???_1тСТ-?_u1тСТ^2 ? )•(к_СТ-1)/(к_СТ+1)]=896•[1-(2•0,696•0,883•cos?22,567-?0,696?^2 )•(1,361-1)/(1,361+1)]=822,201 К;

Приведенная относительная скорость газа на входе в рабочее колесо:
- во втулочном сечении:
?_1wвтСТ=w_1втСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_1wСТ^* )=274,750/v((2•1,361)/(1,361+1)•0,289•796,146)=0536;
- в среднем сечении:
?_1wсрСТ=w_1срСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_1wСТ^* )=201,210/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,289•808,366)=0,390;
- в периферийном сечении:
?_1wтСТ=w_1тСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_1wСТ^* )=167,686/v((2•1,361)/(1,361+1)•0,289•822,201)=0,322;

Приведенная относительная скорость газа на выходе из рабочего колеса:
- во втулочном сечении:
?_2wвтСТ=w_2втСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_2wСТ^* )=350,095/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,289•796,146)=0,684;
- в среднем сечении:
?_2wсрСТ=w_2срСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_2wСТ^* )=385,878/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,289•808,366)=0,748;
- в периферийном сечении:
?_2wтСТ=w_2тСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_2wСТ^* )=422,750/v((2•1,346)/(1,346+1)•0,289•822,201)=0,812;

Приведенная абсолютная скорость газа на выходе из рабочего колеса:
- во втулочном сечении:
?_2втСТ=с_2втСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_2СТ^* )=188,587/v((2•1,312)/(1,312+1)•0,287•756,165)=0,378;
- в среднем сечении:
?_2срСТ=с_2срСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_2СТ^* )=188,587/v((2•1,312)/(1,312+1)•0,289•756,165)=0,378;
- в периферийном сечении:
?_2тСТ=с_2тСТ/v((2•k_СТ)/(k_СТ+1)•R_СТ•T_2СТ^* )=188,587/v((2•1,361)/(1,361+1)•0,289•756,165)=0,378;
Данный расчет, а также расчеты для 2 других законов сведем в таблицу 5; таблицу 6; таблицу 7 (в приложении).


4 Конструкция
Спроектированная турбина – двухкаскадная. Первый каскад – турбина высокого давления (турбина ВД); второй каскад – турбина низкого давления (турбина НД). Турбина газогенератора включает в себя следующие узлы: ротор турбины ВД, ротор турбины НД, статор.
Сопловые аппараты первой ступени ТВД – пустотелые, охлаждаемые. СА устанавливаются в элементы статора и крепятся в пазы в специальном кольце. В этом кольце выполнены горизонтальные отверстия для подвода вторичного воздуха для охлаждения сопловых лопаток. Рабочая лопатка первой ступени имеет хвостовик ёлочного типа и устанавливается в пазы рабочего колеса. От осевого смещения лопатку фиксируется выступом на диске и покрывающим диском. Рабочее колесо выполнено за одно с кольцом лабиринтных уплотнений, которые служат для уменьшения перетекания рабочего тела.
В цапфе ротора установлен межвальный роликовый подшипник являющийся задней опорой ротора ТВД. Передней опорой ротора ТВД является шариковый подшипник установленный в передней опоре ротора КВД. Передний подшипник ротора ТВД установлен в элементы статора с демпферными кольцами для увеличения вибростойкости. Масло для охлаждения и смазки подшипников подводится по маслопроводам через форсуночные кольца. Маслопроводы подводятся к подшипниковым узлам через силовые элементы расположенные в проточных частях (силовые стойки).
ТНД состоит из 1 ступени. Статор ТНД состоит из колец имеющих пазы для крепления сопловых аппаратов (СА). Ротор ТНД состоит из одного диска с рабочими лопатками. СА ТНД неохлаждаемые. Рабочие лопатки ТНД выполнены неохлаждаемыми и имеют ёлочные хвостовики. Для предотвращения осевого смещения рабочие лопатки устанавливаются в пазы диска со стопорными пластинками. Диск крепится призонными болтами к цапфе ротора ТНД. Рабочее колесо выполнено за одно с кольцами лабиринтных уплотнений.
Передней опорой ротора ТНД является шариковый подшипник установленный на валу компрессора низкого давления (КНД). Задней опорой ротора ТНД является роликовый подшипник установленный на валу ТНД. Оба этих подшипника устанавливаются в элементы статора с демпферными кольцами. Масло для охлаждения и смазки подшипников подводится по маслопроводам через форсуночные кольца. Маслопроводы подводятся к подшипниковым узлам через силовые элементы расположенные в проточных частях (силовые стойки).
Силовая турбина (СТ) состоит из двух ступеней. Ротор СТ с газогенератором имеет только газодинамическую связью. СА и РЛ силовой турбины выполнены неохлаждаемыми. РЛ фиксируются в дисках елочными хвостовиками и стопорными пластинками. СА СТ устанавливаются в элементы статора аналогично СА ТВД и ТНД.
Диски ротора СТ соединяются между собой и с цапфами призонными болтами. Диски ротора выполнены за одно с кольцами лабиринтных уплотнений. Передней опорой ротора СТ является роликовый подшипник, установленный на цапфе, соединённой с диском первой ступени СТ. Задней опорой ротора СТ является шариковый подшипник, установленный на валу, соединённом с диском третей ступени СТ призонными болтами. Оба этих подшипника устанавливаются в элементы статора с демпферными кольцами.
Масло для охлаждения и смазки подшипников подводится по маслопроводам через форсуночные кольца. Маслопроводы подводятся к подшипниковым узлам через силовые элементы расположенные в проточных частях (силовые стойки).
Все силовые стойки в проточных частях ТВД, ТНД и СТ закрыты обтекателями.


Заключение

В ходе данного курсового проекта был произведен газодинамический расчет турбины высокого и низкого давления, а также силовой турбины. Были выбраны параметры газотурбинного двигателя и, в соответствии с ними, произведен тепловой расчет цикла всей ГТУ и согласование параметров компрессора и турбины (балансы расходов газа, мощностей, равенство частоты компрессора и турбины). Проточная часть турбин выполнена с постоянным средним диаметром; по одной ступени в турбинах ВД и НД и 2 ступени в СТ. Были просчитаны основные геометрические параметры ступеней (высоту, ширину сопловых и рабочих лопаток, периферийные и втулочные диаметры, передний и задний осевые зазоры, радиальные зазоры), на основании которых были построены проточные части турбин. Полученные данные позволили произвести расчет параметров потока между ступенями – углы входа и выхода потока в абсолютном и относительном движениях, абсолютные и относительные скорости, их осевые и окружные составляющие. Следующим этапом явился расчет параметров газового потока на различных радиусах проточной части ступени турбины (в данном случае: последней ступени силовой турбины), который был произведен по трем законам закрутки – постоянства циркуляции (cu?r = const), постоянства угла абсолютной скорости (a1 = const), гиперболического возрастания к корню тангенса угла потока в осевом зазоре (tg a1?r = const). Поэтому оптимальным, я считаю, является закон постоянства циркуляции, так как он обеспечивает наибольший КПД.


Приложение
Таблица 2 - Расчёт меридионального сечения осевой турбины, определение числа ступеней и распределение теплоперепада по ступеням:
ТВД ТНД СТ
1 ступень 1 ступень 1 ступень 2 ступень
Сао 130 130 135 150
?сао 0,195 0,210 0,231 0,322
q(?сао) 0,304 0,327 0,358 0,488
Fo 0,117 0,207 0,307 0,388
T*2 1141,323 1021,412 896,301 756,601
T*2s 1120,684 1007,508 880,181 740,482
p*2 666,608 387,808 210,493 102,441
Са2 130 135 150 175
?са2 0,212 0,233 0,285 0,351
q(?са2) 0,330 0,360 0,436 0,527
F2 0,204 0,304 0,433 0,678
Dср/l2 8,4 7,1 6,9
l2 0,088 0,117 0,142 0,177
D2ср 0,739 0,829 1,213 1,213
D2т 0,827 0,946 1,355 1,390
D2вт 0,651 0,712 1,071 1,036
Dср 0,739 0,829 1,213 1,213
Uт ср 362,1458 338,4486 336,478
х*твд 0,50 0,58 0,58
? 0 0 0,015
z 1 1 2
х*твд 0,502 0,579 0,577
l0 0,050 0,079 0,081 0,102
Врк ср 0,0264 0,0350 0,040 0,053
Вса т=Вса вт 0,0396 0,0448 0,060 0,080
s 0,0220 0,0210 0,037 0,057
r 0,0013 0,0023 0,0014 0,0018
L 0,0880 0,1009 0,136 0,190
? 12,513 11,148 9,738
D1T 0,812 0,930 1,320 1,364
D1BT 0,667 0,728 1,106 1,063
Lст 237,265 155,245 152,286
?ст 0,91 0,91 0,897
Н*стs 260,730 170,599 169,857
F1 0,168 0,2627 0,408 0,573
Uср 362,146 338,449 336,478 336,478
х*ст 0,502 0,579 0,577
Са2- 0,359 0,399 0,461 0,520
? 0,22 0,290 0,32 0,32
?2 78 86 88 88
С2 132,924 135,337 155,099 175,111
?с2 0,217 0,233 0,285 0,351
?(?С2) 0,973 0,969 0,954 0,931
T*2 1141,323 1021,412 896,301 756,601
T*2s 1120,684 1007,508 880,181 740,482
p*2 666,608 387,808 210,493 102,441
p2 648,815 375,815 200,777 95,363
Нстs 269,555 179,651 181,806 185,037

Таблица 3 - Определение параметров потока в сопловом аппарате ступени на среднем диаметре
ТВД ТНД СТ
1 ступень 1 ступень 1 ступень 2 ступень
НCAs 210,253 127,552 123,628 125,825
НРКs 59,302 52,099 58,178 59,212
С1S 648,464 505,078 497,249 501,648
?СА 0,964 0,965 0,96 0,96
С1 625,120 487,401 475,370 479,575
?С1 0,937 0,788 0,814 0,883
?(?С1) 0,583 0,688 0,669 0,620
?(?С1) 0,871 0,907 0,899 0,881
Т1 1175,178 1054,216 931,143 789,580
Т1S 1165,080 1046,491 922,590 780,875
Р1 775,443 448,760 251,364 125,158
Р*1 1330,479 652,499 375,894 201,874
?СА 0,967 0,972 0,966 0,959
?С1s 0,972 0,816 0,851 0,923
q(?С1s) 0,999 0,960 0,974 0,993
?1 12,642 15,999 16,652 20,277
??1 0,2 0,3 0,3 0,3
?1Ф 12,442 15,599 16,352 19,977
? 36 40 38 44
bСА 0,067 0,070 0,097 0,115


0,93 0,91 0,91 0,90
topt 0,063 0,064 0,089 0,103
zЛорt 37 41 43 37
topt 0,063 0,063 0,089 0,103
а1opt 0,014 0,017 0,025 0,035
С1u 609,980 468,540 455,453 449,885
C1a 136,743 134,274 136,156 166,120
w1u 247,834 130,092 118,976 113,407
?1 28,903 45,930 48,877 55,708
w1 283,056 186,958 180,814 201,140
Т*1w 1210,412 1070,043 946,139 808,137
Р*1w 781,350 450,502 252,432 125,931
?w1 0,448 0,315 0,324 0,390

Таблица 4 Определение параметров потока за лопаточным венцом рабочего колеса на среднем диаметре

ТВД ТНД СТ
1 ступень 1 ступень 1 ступень 2 ступень
w2s 445,786 373,029 386,069 398,599
?2ws 0,706 0,628 0,692 0,773
?РК 0,950 0,960 0,960 0,960
?2w 0,671 0,603 0,664 0,742
q(?w2) 0,872 0,815 0,867 0,921
?2 19,828 23,429 26,129 29,403
к 1,425 1,807 1,711 1,683
?РК 0,954 0,965 0,970 0,970
?2w 0,673 0,606 0,671 0,749
q(?w2) 0,874 0,818 0,872 0,925
?2 19,777 23,343 25,956 29,241
??1 1,2 1,6 1,7 1,8
?2эф 18,577 21,743 24,256 27,441
? 67 63 61 56
bРК 0,029 0,039 0,045 0,064


0,670 0,70 0,72 0,720
topt 0,019 0,028 0,033 0,046
zЛорt 121 95 117 83,000
topt 0,019 0,027 0,033 0,046
а2opt 0,006 0,010 0,013 0,021
w2 425,280 359,973 374,487 385,878
Т2 1130,876 1011,369 881,814 739,853
w2a 143,825 142,565 163,830 188,587
w2u 400,221 330,539 336,750 336,655
С2u 38,075 7,910 0,272 0,178
С2 148,780 142,785 163,830 188,587
T*2 1140,611 1020,601 894,125 756,165
?2 0,243 0,246 0,302 0,378
?(?2) 0,967 0,966 0,948 0,920
Р*2 671,217 389,206 211,683 103,638
?2 75,210 86,868 89,950 89,992
LTU 234,691 155,900 153,341 151,422
LTU 234,691 155,900 153,341 151,422
LTU 234,691 155,900 153,341 151,422
N 12541,463 8222,834 8136,299 8029,818
? 0 0 0 0,000
?u 0,871 0,868 0,843 0,818
L*СТ 238,074 156,141 154,657 152,761
?LrСА 11,482 8,531 9,324 9,490
T2s 1122,569 1006,688 877,279 734,657
?LrРК 9,445 5,170 4,944 5,664
?LrВС 11,068 10,194 13,420 17,782
L*СТ 237,560 155,757 154,118 152,101

Таблица 5 - Расчет параметров потока в корневом сечении по закону постоянной циркуляции
Втулочный диаметр Средний диаметр Периферийный диаметр
r1 0,531 0,607 0,682
r2 0,531 0,607 0,682
rСР 0,607 0,607 0,607
?1 17,947 20,291 22,567
С1а 166,234 166,234 166,234
С1u 513,513 449,843 400,220
С1 539,750 479,575 433,370
С1s 564,592 501,648 453,316
НСАs 159,382 125,825 102,748
u(1-2) 294,758 336,478 378,197
С2u 0,203 0,178 0,158
С2а 188,587 188,587 188,587
?2 89,984 89,992 89,998
?s 0,139 0,320 0,445
? 0,114 0,320 0,462
С2 188,587 188,587 188,587
?2 32,610 29,271 26,507
?1 37,250 55,736 82,495
?? 110,140 94,993 70,998
w2 350,095 385,878 422,750
w1 274,750 201,210 167,686
?1 0,993 0,883 0,798
?u 0,542 0,619 0,696
Т*(1-2)w 796,146 808,366 822,201
?1w 0,536 0,390 0,322
?2w 0,684 0,748 0,812
?2 0,378 0,378 0,378


Таблица 6 - Расчет параметров потока в корневом сечении по закону постоянства угла абсолютной скорости
Втулочный диаметр Средний диаметр Периферийный диаметр
r1 0,531 0,6066 0,682
r2 0,531 0,6066 0,682
rСР 0,607 0,6066 0,607
?1 20,291 20,291 20,291
С1а 186,768 166,234 149,988
С1u 505,410 449,843 405,880
С1 538,815 479,575 432,707
С1s 563,614 501,648 452,622
НСАs 158,831 125,825 102,433
u(1-2) 294,758 336,478 378,197
С2u 8,306 0,178 -5,502
С2а 188,587 188,587 188,587
?s 87,523 89,992 -88,374
? 0,142 0,320 0,446
?2 0,236 0,320 0,386
С2 188,769 188,587 -188,667
?2 31,909 29,271 26,853
?1 41,582 55,736 79,583
?? 106,509 94,993 73,563
w2 356,949 385,878 417,692
w1 281,526 201,210 152,521
?1 0,992 0,883 0,796
?u 0,542 0,619 0,696
Т*(1-2)w 798,363 808,366 820,215
?1w 0,549 0,390 0,293
?2w 0,696 0,748 0,804
?2 0,378 0,378 -0,378

Таблица 7 - Расчет параметров потока в корневом сечении по закону гиперболического возрастания к корню тангенса угла потока в осевом зазоре
Втулочный диаметр Средний диаметр Периферийный диаметр
r1 0,531 0,607 0,682
r2 0,531 0,607 0,682
rСР 0,607 0,607 0,607
B 0,224 0,224 0,224
?1i 22,884 20,291 18,209
С1аi 209,009 166,234 134,962
С1ui 495,469 449,843 410,501
С1i 537,749 479,575 432,118
С1si 562,499 501,648 452,006
НСАsi 158,203 125,825 102,155
u(1-2)i 294,758 336,478 378,197
С2ui 18,247 0,178 -10,123
С2аi 188,587 188,587 188,587
?ТSr 84,516 89,992 -86,971
?si 0,145 0,320 0,448
?2i 0,190 0,332 0,444
С2i 189,467 188,587 -188,858
?2i 31,085 29,271 27,143
?1i 46,184 55,736 76,578
?? 102,731 94,993 76,279
w2i 365,427 385,878 413,574
w1i 289,775 201,210 138,774
?1i 0,990 0,883 0,795
?ui 0,542 0,619 0,696
Т*(1-2)w 801,082 808,366 818,593
?1wi 0,564 0,390 0,267
?2wi 0,711 0,748 0,796
?2i 0,380 0,378 -0,378


Список использованной литературы

Газодинамический расчет осевой турбины: методические указания / составитель С.А. Гулина. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ.



Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.