Турбина ТВаД мощностью 10000 кВт
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
? распределение работы между каскадами и ступенями компрессора, ступенями турбины, определение основных размеров двигателя. В ходе выполнения расчёта необходимо соблюдать основные условия, обеспечивающие надёжную и экономичную работу. Среди них: высота лопаток последних ступеней компрессора и первых ступеней турбины, относительный втулочный диаметр на выходе из компрессора, степень реактивности ступеней компрессора, нагрузка на ступени турбины.
Исходными данными для этих расчётов являются значения заторможенных параметров рабочего тела (воздуха и продуктов сгорания ) в характерных сечениях проточной части, основные геометрические соотношения каскадов лопаточных машин и принимаемые значения коэффициентов аэродинамической загрузки компрессорных и турбинных ступеней.
Мощность двигателя
Таблица 1.3 - Исходные данные для согласования параметров компрессора и турбины
Вели-чинаРазмер-ностьЗначениеВели-чинаРазмер-ностьЗначениеLКДж/кг466840hm0,985LТкДж/кг516000h*К0,846p*К21h*Т0,912UКкндм/с370LОК/ LК1СКкндм/с165СВкндм/с190UКквдм/с390СВквдм/с170СКквдм/с170h*КНД0,8850,260,630NeкВт100000,780Dсртн/Dк1Dсpтв/Dко1,140Dсртc/Dк1,312mZTС3,02zкнд7zтвд1zквд7zтнд1КфКНД2zтс2КфКВД1КфТНД3КфТВД3КфТС2СТТВДм/с175СТТНДм/с180СГТНДм/с170СГТСм/с180СТм/с200
После термогазодинамического расчёта двигателя известны его основные параметры (удельная мощность, удельный расход топлива). В компрессорах ГТД применяются компромиссные схемы, в которых уменьшение высоты лопаток достигается одновременным уменьшением наружного диаметра и увеличением внутреннего диаметра ступеней. При этом выбираем форму проточной части КНД с
Форма проточной части турбины выбирается из конструктивных соображений. При постоянном наружном диаметре проточной части турбины возможно получение лопаток большой высоты на последних ступенях. При угол раскрытия проточной части турбины уменьшается, что способствует безотрывному течению потока по проточной части турбины и повышению КПД. При повышается и возрастают окружные скорости на периферии лопаток, но на выходе высота лопаток будет наименьшей, по сравнению выбираем .
Значение среднего коэффициента нагрузки в турбине лучше остается Пределы изменения
1.2.2 Согласование параметров компрессора и турбины на ЭВМ
Увязка параметров турбокомпрессорной части ГТД является одним из самых важных этапов проектирования двигателя. Качественное выполнение этого этапа позволяет обеспечить оптимальные геометрические и газодинамические соотношения в определяющих облик двигателя расчётных сечениях, обеспечить нормальную загрузку ступеней турбины и допустимые напряжения в её рабочих лопатках.
Основой расчёта является выбор основных геометрических соотношений по прототипу. Предполагается также осевое течение во всех расчётных сечениях двигателя.
Расчёт производится с помощью программы (ГТД-1-1) slgt1.exe. Ввод данных производится в диалоговом режиме. Результаты счёта заносятся в файл slgt1.rez и в файл исходных данных fogtd.dat программы графического сопровождения fogt.exe.
Результат представлен в виде распечатки в таблице 1.4. Схема увязки турбокомпрессора проектируемого ГТД представлена на рисунке 1.1.
Таблица 1.4 - Результаты расчёта для согласования параметров компрессора и турбины
Формирование облика ГГ и ТC ГТД-2-1 ( КВД - ОК или ОЦК )
Исходные данные:уд= 247.1 Сe = .2018 КПДк= .8460 КПДтк= .9120к = 466840. Lтк*= 516000. Lтс*= 243400. КПДтс= .9200г =1193.2 Kг =1.3172 Cpв =1038.3 Kв =1.3820= 10000. Gв = 40.46в = .630 Dсртн/Dк =1.000 Dсртc/Dк =1.312во= .919 D1цс/Dкко=1.000 D2цc/Dко =1.000цс/D2цс=1.000 Dсpтв/Dко=1.180кн/Lк = .380 КПДкн* = .885 Sркнв = .990ок/Lкв=1.000 КПДок* = .880 Sркоц =1.000тс =3.020 Sртвн = .990 Sртнс = .985к = 370.0 Uквд = 390.0
Результаты pасчета:
* КНД * Кф = 2 Zк = 7.к*= 175625. Пiк*= 4.543 КПД*= .8850 Uк = 370.0к = .6707 dob = .6300 dok = .8516 Hzc= .2031нд =10536.
* ОК ВД * Кф = 1 Zк = 7.к*= 286546. Пiк*= 4.669 КПД*= .8799 Uк = 390.0к = .5017 dob = .7800 dok = .9188 Hzc= .2691вд =14846.
* ТВД * Кф = 3 Zт = 1.т*= 319920. Пiт*= 2.738 КПД*= .9120 (h/D)г= .0727ср= 453.9 Mz = 1.553 Dcр = .5920 (h/D)т= .0979р = 201.8 Tw* =1183.2
* ТHД * Кф = 3 Zт = 1.т*= 196080. Пiт*= 2.171 КПД*= .8799 (h/D)г= .0883ср= 360.2 Mz = 1.512 Dcр = .6707 (h/D)т= .1368р = 177.4 Tw* = 986.9
* ТC * Кф = 3 Zт = 2.т*= 243400. Пiт*= 3.088 КПД*= .9200 (h/D)г= .0971ср= 283.9 Mz = 3.020 Dcр = .8800 (h/D)т= .1773р = 142.9 Tw* = 762.3 nтс = 6448.
Сечение\Паpаметp: T* : P* : C : C/акp : F
: K : Па : м/с : --- : кв.м
в - в 288. 97272. 190.0 .6133 .2131
к кнд - к кнд 457. 441925. 165.0 .4228 .0786
в квд - в квд 457. 437506. 170.0 .4356 .0774
к - к 733. 2042700. 140.0 .2833 .0308
г - г 1365. 1920100. 110.5 .1654 .0757
т твд - т твд 1097. 701283. 175.0 .2923 .1078
г тнд - г тнд 1097. 694270. 170.0 .2840 .1119
т тнд - т тнд 933. 326340. 180.0 .3261 .1933
г тс - г тс 933. 321445. 180.0 .3261 .1963
т - т 729. 105690. 200.0 .4100 .4312н1 Dcp1 Dвт1 Dн2 Dcp2 Dвт2 ZстНД .6707 .5605 .4226 .6035 .5605 .5140 7.
ОK ВД .5017 .4499 .3913 .5017 .4818 .4610 7.Д .6177 .5759 .5340 .6500 .5920 .5340 1.НД .6912 .6351 .5790 .7625 .6707 .5790 1..8798 .8019 .7240 1.0360 .8800 .7240 2.
ВЫВОД
На данном этапе проектирования двигателя были установлены значения в основных сечениях двигателя, а также площади этих сечений. Данные, полученные при согласовании, станут основой для проектирования основных узлов двигателя. Результаты согласования не являются окончательными, а будут изменяться на дальнейших этапах расчёта при проектировании и доводке компрессора и турбины.
После проведенных расчётов мы получили следующие преимущества по сравнению с прототипом с той же мощностью.
Уменьшение расхода ведёт к уменьшению диаметра входного сечения, а следовательно к уменьшению габаритов и массы двигателя.
.3 ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТУРБИНЫ
Широкое применение осевых газовых турбин в ГТД обусловлено, прежде всего, их высокой энергоёмкостью и экономичностью. Именно эти преимущества газовых турбин наряду со сравнительной простот