Термогазодинамический расчет турбины
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
1. Выбор и согласование одновального газогенератора ТРДД
1.1 Предварительный расчет параметров компрессора и турбины газогенератора
1)Расход воздуха через внутренний контур двигателя
2)Работа, затрачиваемая на привод вентилятора
Принимаем , тогда
3)Температура на входе в компрессор высокого давления (на выходе из вентилятора)
4)Давление на входе в компрессор
где - коэффициент сохранения полного давления во входном направляющем аппарате [1, стр. 9];
- коэффициент сохранения полного давления в переходном канале между каскадами компрессора [1, стр. 9];
- коэффициент восстановления полного давления во входном устройстве двигателя, принимаем , так как расчет ведется при стандартных земных условиях [1, стр. 9].
5)Работа, затрачиваемая на привод КВД
Принимаем , тогда
6)Потребная внутренняя удельная работа турбины газогенератора
где - коэффициент, учитывающий отбор воздуха на охлаждение , массу впрыскиваемого топлива и механические потери ротора газогенератора .
Принимаем .
Работу первой ступени принимаем равной Lcт I=0,65*Lт=266,391 кДж,
Соответственно, работа второй ступени равна Lcт II=0,35*Lт=143,441 кДж,
7)Окружная скорость на среднем диаметре турбины
Условная адиабатическая скорость:
где - КПД турбины, зависящий от КПД ступеней, входящих в турбину.
Окружная скорость на среднем диаметре:
где - характеристика Парсона, принимаем [1, стр. 12];
z - число ступеней турбины газогенератора, по прототипу принимаем z = 2.
8)Температура газа за первой ступенью турбины
9)Температура газа за второй ступенью турбины
10)Температура в корневом сечении неохлаждаемых лопаток турбины
11)Температура рабочей лопатки с учетом ее охлаждения
где
температура охлаждающего воздуха, принимается в первом приближении равной температуре воздуха за компрессором газогенератора
- безразмерная температура, для внутренней конвективной системы находится в диапазоне 0,2…0,25. Принимаем . [1, стр. 14].
12)Запас прочности рабочих лопаток турбины
Принимаем [1, стр. 14].
Принимаем работы двигателя на расчетном режиме .
)По температуре и выбранному ресурсу определяется материал лопаток и предел длительной прочности этого материала.
Принимаем материал ЭИ-617, предел длительной прочности .
14)Допустимые напряжения растяжения в корневом сечении рабочих лопаток турбины
Для двухступенчатой турбины определяется напряжение растяжения у корня рабочих лопаток первой ступени
Проверяется запас прочности в лопатках первой ступени
, должно быть
15)Определение относительной высоты рабочих лопаток
где Ф=0,5…0,7 - коэффициент формы лопаток, учитывающий степень утонения лопаток турбины от корня к периферии, принимаем Ф=0,7 [1, стр. 16];
- плотность материала турбинных лопаток, принимаем .
)Приведенная скорость и угол на выходе из турбины газогенератора
Принимаем [1, стр. 16].
17)Отношение полных давлений в турбине
18)Площадь кольцевого сечения канала на выходе из турбины
где
- расход газа на выходе из турбины;
- коэффициент, учитывающий массу впрыскиваемого топлива и расход воздуха на охлаждение [1, стр. 17];
- полное давление за турбиной;
- полное давление перед турбиной;
- коэффициент восстановления полного давления в камере сгорания [1, стр. 17].
В данном случае:
19)Высота лопатки на выходе из турбины
20)Средний диаметр турбины на выходе
21)Наружный диаметр турбины
22)Внутренний диаметр турбины
23)Относительный диаметр втулки на выходе из турбины
24)Площадь кольцевого сечения канала на входе в первую ступень турбины
В первом приближении принимаем
, принимаем [1, стр. 18].
25)Выбор формы проточной части
Принимаем форму проточной части , тогда
26)Частота вращения ротора газогенератора
27)Приведенная скорость на выходе из компрессора газогенератора
, принимаем [1, стр. 19].
28)Температура, давление воздуха и критическая скорость на выходе из компрессора газогенератора
29)Скорость на выходе из компрессора
30)Площадь кольцевого сечения канала на выходе из компрессора
- коэффициент, учитывающий неравномерность поля скоростей по высоте проточной части и наличие пограничного слоя у наружной и внутренней стенок корпуса. Принимаем [1, стр19].
31)Отношение кольцевых площадей входа и выхода компрессора газогенератора
Здесь показатель политропы сжатия в компрессоре
32)Площадь кольцевого сечения канала на входе в компрессор
33)Относительный диаметр втулки последней ступени компрессора
Принимаем [1, стр. 20].
34)Средний диаметр на выходе из компрессора
35)Выбор формы проточной части компрессора
Выбираем форму проточной ч