потерь в решетках ступеней(значение чисел Маха на первой ступени компрессора 
=0,7579, 
=0,6974);
-
относительный втулочный диаметр на
выходе входит в диапазон 
- КПД компрессора: 0,8464.
Для получения приемлемых результатов параметров компрессора, геометрические размеры полученные в процессе согласования компрессора и турбины были уточнены с учетом формы проточной части двигателя-прототипа. Компрессор отвечает всем требованиям, предъявленным к современным компрессорам газотурбинных двигателей.
4 ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТУРБИНЫ
Газовая турбина в ГТУ – один из основных агрегатов. В ней энергия нагретого движущегося газа превращается в механическую работу на валу. Процесс расширения газа в многоступенчатой турбине состоит из ряда последовательно протекающих процессов расширения в ее ступенях.
Расчет турбины на номинальном режиме проводится для определения основных параметров рабочего тела, которые обеспечат заданную мощность и наибольший КПД турбины. КПД турбины зависит от потерь энергии, которые можно подразделить на гидравлические, тепловые и механические. В высокотемпературных турбинах с интенсивным охлаждением весьма существенны тепловые потери.
Современное развитие теории и методик проектирования осевых газовых турбин достигло высокого уровня, что позволяет с большой надёжностью определить параметры турбины на расчётном режиме с учётом всех видов потерь механической энергии в её проточной части. Одним из основных средств повышения мощности ГТД является повышение температуры газа перед турбиной (Т*г), но её повышение значительно понижает ресурс и надежность турбины без применения специальных методов охлаждения лопаток и дисков турбин, а также новых материалов более устойчивых к высоким температурам.
В данной работе производится расчёт турбины на среднем диаметре. В результате расчета получаем значения основных газодинамических параметров по ступеням. Выполняем графические построения распределения параметров и построение проточной части турбины.
Исходными данными являются величины, полученные на основе рекомендаций, изложенных в методическом пособии [4], а также полученные в результате термогазодинамического расчета ГТД и согласования параметров компрессора и турбины двигателя.
4.1 Выбор исходных данных
Определим расход газа через турбину:
Для расчета необходимо определить мощность ступеней турбины:
При этом мощность турбины силовой распределяю по ступеням так, чтобы коэффициент нагрузки последней ступени не превышал 1.5, иначе трудно обеспечить выход потока из ступени, близкий к осевому. Остальные данные сведены в таблице. 4.1.
Таблица. 4.1 - Исходные данные для расчета турбины
|
Величина |
Размерность |
Результат |
Величина |
Размерность |
Результат |
|
Gг |
кг/с |
65,41 |
Тг* |
К |
1360 |
|
Рг* |
Па |
1883900 |
Т`к* |
К |
740 |
|
Dг ср1 |
м |
0.7899 |
h1 |
м |
0.0565 |
|
Dт ср2 |
м |
0.8128 |
h2 |
м |
0.0735 |
|
Zтк |
-------- |
1 |
nтвд |
об/мин |
10766,2 |
|
Zтк |
-------- |
1 |
nтнд |
об/мин |
7822,2 |
|
Zтс |
-------- |
4 |
nтc |
об/мин |
3000 |
4.2 Расчет турбины на среднем радиусе
Результаты расчета представлены в таблице 4.2. Схема проточной части турбины двигателя представлена на рисунке 4.1. Распределение параметров на рисунке 4.2 – 4.3. Треугольники скоростей рисунке 4.4 - 4.5.
Таблица 4.2 Результаты газодинамического расчета турбины
ГДР ГТ Дата 24. 3.11
Исходные данные:
6 4 104450.
65.41 1360. .1863E+07 740.0 .3000E-02 .5000 .8000
.7000 .4000E-01 .1200
Кг=1.317 Rг= 290.0 Сpг=1205.1
Схема печати:
D1c D2c h1 h2 Cmc Cmр n
Mcт Lс* Пi* Пi КПД Rc R1c T1w*
U1 C1 C1a C1u alf1 be1 L1 Lw1
U2 C2 C2a C2u alf2 be2 L2 Lw2
T1 T1* P1 P1* T2 T2* P2 P2*
G1 G2 sca bca alfu tca fi Zca
Pu Pa sрк bрк beu tрк psi Zрк
Тлса Тлрк Sсум
Ncт= 1
.790 .813 .565E-01 .735E-01 .200 .200 .108E+05
.218E+05 .313E+06 2.84 3.02 .868 .350 .271 .120E+04
445. 643. 174. 619. 15.7 45.1 .964 .391
458. 197. 180. -80.1 66.0 18.5 .328 .900
.118E+04 .135E+04 .934E+06 .164E+07 .108E+04 .109E+04 .616E+06 .656E+06
66.8 66.8 .473E-01 .778E-01 37.4 .577E-01 .912 43
.467E+05 .149E+05 .339E-01 .400E-01 57.9 .332E-01 .964 77
.111E+04 .115E+04 194.
Ncт= 2
.813 .813 .990E-01 .108 .120 .130 .782E+04
.113E+05 .172E+06 1.89 2.04 .923 .305 .141 .100E+04
333. 520. 186. 486. 20.9 50.6 .867 .418
333. 206. 204. -30.5 81.5 29.2 .368 .725
979. .109E+04 .404E+06 .634E+06 932. 950. .321E+06 .347E+06
66.8 66.8 .481E-01 .675E-01 45.4 .501E-01 .968 51
.345E+05 .124E+05 .339E-01 .382E-01 62.5 .332E-01 .975 77
.109E+04 953. 174.
Ncт= 3
1.18 1.18 .950E-01 .101 .110 .120 .300E+04
.474E+04 .710E+05 1.35 1.46 .897 .290 .202 916.
Продолжение таблицы 4.2
185. 364. 186. 313. 30.6 55.3 .651 .411
185. 204. 192. -70.1 69.9 36.9 .377 .581
895. 950. .266E+06 .341E+06 874. 891. .238E+06 .258E+06
66.8 66.8 .703E-01 .104 42.7 .860E-01 .966 43
.256E+05 .476E+04 .490E-01 .540E-01 65.3 .507E-01 .967 73
950. 866. 35.6
Ncт= 4
1.18 1.18 .116 .125 .110 .120 .300E+04
.463E+04 .692E+05 1.36 1.49 .906 .300 .196 859.
185. 360. 193. 303. 32.5 58.5 .664 .426
185. 210. 198. -69.8 70.6 37.8 .400 .606
837. 891. .196E+06 .253E+06 816. 834. .173E+06 .190E+06
66.8 66.8 .700E-01 .915E-01 49.9 .698E-01 .970 53
.250E+05 .369E+04 .490E-01 .550E-01 63.2 .521E-01 .970 71
891. 809. 43.5
Ncт= 5
1.18 1.18 .143 .153 .110 .120 .300E+04
.444E+04 .663E+05 1.37 1.53 .904 .305 .178 803.
185. 358. 202. 296. 34.3 61.2 .682 .447
185. 219. 209. -64.3 72.9 40.0 .432 .632
781. 834. .142E+06 .187E+06 759. 779. .124E+06 .138E+06
66.8 66.8 .696E-01 .899E-01 50.7 .698E-01 .973 53
.241E+05 .426E+04 .490E-01 .552E-01 62.6 .521E-01 .971 71
834. 753. 53.6
Ncт= 6
1.18 1.18 .170 .178 .110 .120 .300E+04
.368E+04 .550E+05 1.33 1.51 .892 .310 .177 753.
185. 340. 215. 263. 39.3 70.1 .670 .459
185. 231. 228. -35.7 81.1 45.9 .469 .636
731. 779. .105E+06 .136E+06 712. 734. .919E+05 .104E+06
66.8 66.8 .692E-01 .872E-01 52.5 .672E-01 .973 55
.199E+05 .452E+04 .490E-01 .567E-01 60.0 .493E-01 .969 75
779. 703. 63.7
Тг*=1360.0 Рг*= .1863E+07 Сг= 98.8 Тг=1356.0 Рг= .1840E+07
D1с= .790 h1= .0565
Рисунок. 4.1 - Изменение параметров потока по ступеням
Рисунок 4.2 – Изменение параметров потока по ступеням
Рисунок 4.4 Треугольники скоростей осевой турбины 1,2 ступени
Рисунок 4.4 Треугольники скоростей осевой турбины 3,4 ступени
Рисунок 4.4 Треугольник скоростей осевой турбины 5 ступени
В результате газодинамического расчёта турбины определены параметры потока вдоль проточной части по среднему радиусу. Анализ результатов показал, что:
- было обеспечено необходимое охлаждение лопаток СА первой ступени турбины;
- на входе в первую ступень ТВД был получен угол α1, который равен
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
