Проектирование силовой турбины и выходного диффузора газотурбинной установки, конвертированной из авиационного турбореактивного двухконтурного двигателя, страница 2

                                                   ;                                                 (3.5)

                                                  ;                                                (3.6)

                                             ;                                           (3.7)

                                     .                                   (3.8)

Алгоритм определения критической скорости звука в диффузоре схематично изображен на рис. 3.4.

 

Соответствующие формулы имеют такой вид:

                                   ;                                 (3.9)

                                              ;                                          (3.10)

                                                    ;                                                (3.11)

                                          .                                      (3.12)

Построив по формулам (3.4)–(3.12) вспомогательную зависимость , по известной величине  определяют искомые величины  и  на расчетном режиме ГТУ (рис. 3.5). Эти величины используются при работе с программой GDROT для контроля правильности задания мощности силовой турбины . Дело в том, что в программе GDROT исходными данными являются мощность турбины , а величины  и  вычисляются.

 

В качестве первого приближения мощности силовой турбины необходимо использовать величину , полученную по формуле

                        .                     (3.13)

Приближенность формулы (3.13) объясняется неточностью изоэнтропного КПД силовой турбины по полным параметрам на расчетном режиме , который вначале выбирается из статистических данных. В процессе газодинамического расчета силовой турбины на среднем радиусе с помощью программы GDROT изоэнтропный КПД турбины по полным параметрам  уточняется с учетом потерь в турбине. Это приводит к отклонению вычисленных значений  и  от значений, обеспечивающих получение заданной величины скорости истечения из диффузора ГТУ , поэтому необходимо скорректировать величину задаваемой мощности силовой турбины и повторить расчет с помощью программы GDROT

до получения требуемых значений  и .

После получения размеров проточной части силовой турбины необходимо определить площадь проходного сечения на выходе из диффузора с помощью уравнения Христиановича. Преобразовав это уравнение, получим

                                              .                                          (3.14)

Далее определяются мощность и эффективный КПД ГТУ, конвер­тированной из авиационного ТРДД. Мощностью ГТУ является мощ­ность силовой турбины . Для расчета эффективного КПД ГТУ тре­буется определить подведенную вместе с топливом в камеру сгора­ния теплоту . С учетом того, что , эффективный КПД ГТУ определяется формулой:

                        .                    (3.15)

Содержание расчетных исследований

1.  Определить параметры потока на входе в силовую турбину ГТУ по известным характеристикам ГГ.

2.  Определить степень понижения давления силовой турбины , обеспечивающую заданную скорость истечения из ГТУ.

3.  Спроектировать проточную часть силовой турбины с помощью программы GDROT. Определить мощность силовой турбины при степени понижения давления силовой турбины , обеспечиваю­щей заданную скорость истечения .

4.  Определить площадь проходного сечения на выходе из диффузора .

Примечание. Расчеты пп. 1, 2, 4 выполнить с использованием па­кета Mathcad. При выполнении расчетов п. 2 параметры целе­сообразно представлять в векторном виде.

Отчет о лабораторной работе

1.  Краткое изложение темы, цели и содержания лабораторной работы.

2.  Текст программы и результаты расчета:

–  параметров потока на входе в силовую турбину ГТУ;

–  величины , обеспечивающей заданную величину скорости истечения из ГТУ;

–  площади проходного сечения на выходе из диффузора .

3.  Схема проточной части силовой турбины и результаты расчета ее параметров на среднем радиусе.

4.  Определение мощности и эффективного КПД ГТУ.

5.  Анализ полученных результатов и выводы.