Приводной газотурбинный двигатель для энергоустановки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
01 .967 45
.199E+05 .449E+04 .563E-01 .686E-01 55.1 .633E-01 .969 67
. 706. 71.4
Тг*=1357.0 Рг*= .1832E+07 Сг=102.9 Тг=1352.6 Рг= .1807E+07
D1с= .870 h1= .0505
Рисунок 5.1 - Распределение , , , и по ступеням турбины
Рисунок 5.2 - Распределение , , , , и по ступеням турбины
Схема проточной части турбины, планы скоростей ТНД и ТВД, а также силовой турбины представлены на рисунках 5.3-5.5.
Рисунок 5.3 - Схема проточной части турбины
Рисунок 5.4 - Планы скоростей ТНД и ТВД
Рисунок 5.5 - Планы скоростей силовой турбины
В результате газодинамического раiёта турбины определены параметры потока вдоль проточной части на среднем радиусе. Анализ результатов показал, что:
было обеспечено необходимое охлаждение лопаток СА и РК первой ступени турбины;
на входе в РК ТВД был получен угол ?1=15,5 град, отвечающий требованию - ?1>14тАж16 град.;
- угол выхода потока газа из силовой турбины равен a2= 84,9 град., т.е. направление потока близко к осевому;
на всех ступенях ступенях турбины были получены приемлемые КПД
= 0,858, = 0,917, = 0, 894, = 0,903, = 0, 901,
коэффициенты загрузки ступеней находятся на допустимом уровне.
характерное изменение основных параметров (, Т* и Т, Р* и Р) вдоль проточной части соответствует типовому характеру для газовых осевых турбин;
частота вращения вала силовой турбины равна частоте вращения нагрузки( генератора) - nтс = 3000 об/мин .
Для получения приемлемых результатов раiета геометрические размеры, полученные в процессе согласования компрессора и турбины, были уточнены с учетом формы проточной части двигателя-прототипа.
6. РАiЕТ И ПРОФИЛИРОВАНИЕ РЕШЕТОК ПРОФИЛЕЙ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ПЕРВОЙ СТУПЕНИ ТУРБИНЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
Реальное течение воздуха в турбины является пространственным, периодически неустановившимся течением вязкого сжимаемого газа, математическое исследование которого в строгой постановке задачи в настоящее время практически невозможно. Для получения инженерных результатов реальное течение обычно рассматривается как установившееся, осесимметричное, при постоянстве гидравлических потерь по радиусу.
Этапом проектирования турбины, следующим за раiетом на среднем (геометрическом) радиусе, является раiет и построение решеток профилей турбины по радиусу. При правильном выполнении этих двух этапов обеспечиваются требуемые параметры турбины.
Исходными данными для профилирования решетки рабочего колеса турбины являются газодинамические и кинематические параметры профилируемой ступени на среднем радиусе, получаемые в результате газодинамического раiета турбины.
При учебном проектировании раiет решеток профилей рабочего колеса проводят на пяти характерных радиусах.
При выборе параметров и профилирование ступени турбины проводится согласно инструкциям, изложенным в методическом пособии [5].
6.1 Выбор закона закрутки
Для раiета треугольников скоростей в межвенцовых зазорах у корня и у периферии лопаток необходимо выбрать закон изменения параметров потока по радиусу. Этот закон выражается условием радиального равновесия, полученным в предположении, что поток в межвенцовых зазорах осесимметричен и линии тока располагаются по коаксиальным цилиндрическим поверхностям.
Примем закон закрутки и . В нашем случае, у этого закона есть ряд преимуществ:
1.Угол поворота потока во втулочных сечениях при прочих равных условиях на среднем радиусе меньше.
.Высокий КПД
.Применение этого закона значительно упрощает технологию изготовления лопаток СА и РК, позволяет создать хорошую конструктивную базу для их монтажа.
4.При , лопатки СА и РК первой ступени турбины являются некручеными и имеют почти постоянный профиль по высоте, что способствует организации внутреннего охлаждения.
Геометрический(конструктивный) угол решетки на входе выбираем в зависимости от углов потока и по графической зависимости, приведенной в методическом пособии [5], (рисунок 6.1).
Рисунок 6.1 - Обобщенные зависимости для выбора геометрического угла решетки на входе
6.2 Раiет треугольников скоростей ступени турбины на ПЭВМ
Исходные данные и результаты раiета треугольников скоростей ступени турбины на ПЭВМ представлены в таблицах 6.1 и 6.2.
Таблица 6.1 - Исходные данные
01 11 1 2 1.317 290. Дата, nr, kz, kг, Rг
.870 .870 .051 .071 D1c,D2c,h1,h2
.934 .937 .940 .400 fi,psi,Л1,Roтc
.00 174.00 604.00 -91.40 C1ac,C2ac,C1uc,C2uc
.50 44.70 18.30 66.80 67.80 alf1c,be1c,be2c,G1,G2
.00 90.00 90.00 90.00 90.00 alf0i
.0 1100. n,T2*
Лопатка СА - nr=0, лопатка РК - nr=1.
Закон кpутки: 0 - C1u*r=const, C2u*r=const;
( kz ) 1 - alf1(r)=const, L(r)=const;
- alf1(r)=const, be2(r)=const.
Таблица 6.2 - Результаты раiета
Дата 4. 1.11 NR= 1 KZ= 2 Кг = 1.317 Rг = 290.0ср= .8700 D2ср= .8700 h1 = .0510 h2 = .0710aср=168.00 C2aср=174.00 C1uср=604.00 C2uср= -91.40с= 15.50 be1ср= 44.70 be2ср= 18.30= 90.00 90.00 90.00 90.00 90.00
Л1 = .940 Фи = .934 Пси = .937 Rтс = .400= 9540.0 T2* = 1100.0
Изменение параметров потока по радиусу
Паpаметp | Сечение по высоте лопатки
| 1(пеp) 2 3(сp) 4 5(вт)
r .4655 .4502 .4350 .4198 .40451.000 .9672 .9345 .9017 .8690465.0 449.8 434.6 419.3 404.1u 571.7 587.4 604.0 621.7 640.6a 159.1 163.4 168.0 172.9 178.115.50 15.50 15.50 15.50 15.50593.5 609.7 626.9 645.3 664.956.15 49.91 44.76 40.51 36.98u -78.21 -84.53 -91.40 -98.89 -107.1u 543.3 534.3 526.0 518.2 511.2a 179.7 176.8 174.0 171.4 169.118.30 18.30 18.30 18.30 18.30
Л1 .8898 .9141 .9400 .9676 .9970т .4624 .4326 .4000 .3643 .3250w 1220. 1216. 1211. 1207. 1204.
Л2w .9023 .8891 .8767 .8652 .8547
Л1w .3020 .3374 .3776 .4219 .4700
Л2 .3255 .3254 .3264 .3286 .3324
dbe 105.5 111.8 116.9 121.2 124.766.48 64.44 62.29 60.02 57.66
.3 Профилирование решеток профилей рабочего колеса турбины на ПЭВМ
Результаты профилирования решеток профилей