Расчет ТНА турбины. Пояснительная записка ТНА - турбина (восстановлен). Расчет автономной турбины Определение типа турбины

• Название: Расчет автономной турбины Определение типа турбины
• Анкор: Расчет ТНА турбины
• Дата: 16.05.2021
• Размер: 74.64 Kb.
• Имя файла: Пояснительная записка ТНА - турбина (восстановлен).docx
• Тип: Документы; #205611

Расчет автономной турбины

Определение типа турбины

Выбор турбины в качестве расчетной, обусловлен давлением в камере сгорания, так как давление не превышает 10 МПа, то проектируем автономную турбину.

Исходные данные.

Мощность турбины:



Угловая скорость турбины равна угловой скорости вращения ротора насоса, рассчитанная выше (стр. 7):

=4341 (рад/с).

Полное давление:



Давление на выходе согласно принятой во введении схеме принимаем равным:



Температура торможения газа на входе:



Газовая постоянная:



Показатель адиабаты:

Определение потребного расхода газа

Задаемся окружной скоростью на среднем диаметре лопаточной решётки турбины:U=300 (м/с).

Средний диаметр лопаточной решётки:



Степень понижения давления:



Адиабатная работа:



Адиабатная скорость:



Отношение скоростей:



Минимальный (осевой или радиальный) зазор между колесом и корпусом (турбина с бандажом):

=0,0015 м – задамся из конструктивных соображений.

Относительный минимальный зазор:



Потребный расход газа через турбину задаемся, учитывая статистические данные из рис(4.46).



Коэффициент быстроходности турбины: определяем из рис.(4.47)



Удельная работа турбины:



Коэффициент работы:

Определение параметров потока в осевом зазоре между сопловым аппаратом и колесом (выход из соплового аппарата – вход в колесо)

Угол потока ₁=17 – задаемся из предела оптимальных углов. [2]

Скоростной коэффициент =0,94 – задаемся[2]

Скорость на выходе из соплового аппарата для автономной турбины:



Критическая скорость звука для течения в сопловом аппарате:



Приведенная скорость:



Коэффициент полного давления:



Полное давление:



Статическая температура в зазоре:



Плотность газа в зазоре:



Скорость звука в зазоре:



Число Маха:



Относительная скорость на входе в колесо:



Температура торможения в относительном движении:



Критическая скорость в относительном движении:



Приведенная скорость:



Число Маха в относительном движении:



Полное давление в относительном движении:

Определение оптимальной высоты лопатки колеса

Выбираем согласно рекомендации [2]:

- ширину решетки b=0.014 м.

- относительный шаг решетки (в первом приближении): t=0.6

- число Рейнольдса диска колеса: .

- число Рейнольдса бандажа: .

- степень парциальности в первом приближении: 𝜀=0.31

Относительная высота лопатки:



Высота лопатки:

Определение размеров соплового аппарата

Перекрытие на периферии:

м

Перекрытие у втулки:

м

(величины перекрытий назначены из технологических соображений).

Высота сопловой лопатки:



Площадь суммарного минимального сечения сопл:

Принимаем _кр=1 – коэффициент полного давления от входа до полного сечения [2].



где n=0.673 .

Скоростной коэффициент конической части сопла:

.

Степень уширения сопла:



Площадь сечения сопл в конце конической части:

.

Площадь сечения выхода сопл:



Степень парциальности:



Число сопл:



Принимаем

Большая ось эллипса сечения сопл на выходе:



Шаг сопл:



Диаметр минимального сечения сопла:

Определение параметров решетки колеса

Угол потока на входе в колесо:



Принимаем скоростной коэффициент (в первом приближении):=0,88.

Скорость потока на выходе в относительном движении:





Приведенная скорость:



Коэффициент полного давления:



Приведенный расход:



Высота лопатки на выходе:



Угол потока на выходе в относительном движении:



Выбираем профиль лопатки Р-2522В. [3]

Относительный шаг решетки:

.

Угол установки лопатки:

𝜒=87- определяем по характеристикам профиля. [3]

Хорда лопатки:



Шаг решетки:



Число лопаток:



Относительная длина лопатки:



Коэффициент потерь в решетке (согласуя с работой [2]):

_к=0,22.

Скоростной коэффициент:

.

Определение параметров потока на выходе из колеса

Статическая температура:



Абсолютная скорость :



Угол потока на выходе в абсолютном движении:



Температура торможения:



Критическая скорость звука:



Приведенная скорость:



Давление торможения:

Определение работы, мощности, КПД турбины

Отношение скоростей:



Окружной КПД: из рис.4.46 [2]

𝜂u=0.608

Удельная окружная работа:



Расходный КПД:

.

Окружная мощность:

.

Мощность дискового трения:

,

где -коэффициент трения диска,

-наружный радиус диска.

Мощность трения бандажа:

,

где -наружный диаметр колеса с бандажом,

-коэффициент трения бандажа,

(м) – ширина бандажа (воспользовавшись работой [2])

Мощность потерь, связанных с парциальным впуском:



Эффективная мощность турбины:

.

Эффективная удельная работа:

.

Коэффициент работы:

.

Эффективный КПД турбины:

.