Тепловой расчет одноступенчатой газовой турбины осевого типа (pг=const)
№
|
Наименование
|
Обозначение
|
Расчетная формула
|
Значение
|
1
|
Расход газа через турбину, кг/с
|
Gт
|
См. таблицу 1
|
13
|
2
|
Давление газа перед сопловыми лопатками, кПа
|
p0т
|
См. таблицу 1
|
312,035
|
3
|
Полное давление газа перед соплами, кПа
|
p*0т
|
См. таблицу 1
|
316,572
|
4
|
Температура газа перед соплами, К
|
T0т
|
См. таблицу 1
|
605,2
|
5
|
Полная температура газа перед соплами, К
|
T*0т
|
См. таблицу 1
|
791,199
|
6
|
Давление газа за диффузором ступени турбины
|
P3
|
См. таблицу 1
|
112,02
|
7
|
Давление газа за рабочими лопатками, кПа
|
p2
|
См. таблицу 1
|
110,231
|
8
|
Частота вращения турбокомпрессора, мин-1
|
n
|
См. таблицу 1
|
9979,85
|
9
|
Эффективный КПД турбины
|
η ет
|
См. таблицу 1
|
0,81
|
10
|
Полный изоэнтропийный перепад энтальпий в турбине, кДж/кг
|
h*ат
|
|
200,17
|
11
|
Изоэнтропийный перепад энтальпий в турбине, кДж/кг
|
h ат
|
|
203,37
|
12
|
Входная энергия газа в сопловой решетке, кДж/кг
|
h вх
|
См. таблицу 1
|
3,2
|
13
|
Изоэнтропийный перепад энтальпий в соплах, кДж/кг
|
h ан
|
|
122,022
|
14
|
Степень реактивности турбинной ступени
|
|
Принято
|
0,4
|
15
|
Полный изоэнтропийный перепад энтальпий в соплах, кДж/кг
|
h*ан
|
|
125,22
|
16
|
Действительная скорость выхода газа из сопел, м/с
|
c1
|
|
474,24
|
17
|
Коэффициент скорости в сопловой решетке
|
|
Принято
|
0,96
|
18
|
Потеря энергии в соплах, кДж/кг
|
q н
|
|
9,8
|
19
|
Температура в конце изоэнтропийного процесса расширения газа в соплах, К
|
Т1t
|
|
677,16
|
20
|
Температура в конце действительного процесса расширения газа, К
|
T1
|
|
686,475
|
21
|
Давление газа за сопловыми лопатками, кПа
|
р1
|
|
171,45
|
22
|
Удельный объём газа за соплами, м3/кг
|
|
|
1,117
|
23
|
Наружный диаметр колеса компрессора, м
|
d2
|
См. таблицу2
|
0,649
|
24
|
Средний диаметр турбинной ступени, м
|
d
|
|
0,584
|
25
|
Отношение
|
d/d2
|
Принято
|
0,9
|
26
|
Окружная скорость на среднем диаметре, м/с
|
u
|
|
305,01
|
27
|
Скоростная характеристика ступени
|
ν1
|
|
0,64
|
28
|
Оптимальное отношение скоростей
|
ν1opt
|
|
0,594
|
29
|
Угол выхода газов из сопел, град
|
α1
|
Принято
|
15
|
30
|
Высота сопловых лопаток, мм
|
l н
|
|
64
|
31
|
Степень парциальности
|
|
Принято
|
1
|
32
|
Количество сопловых лопаток, шт
|
zн
|
|
61
|
33
|
Шаг сопловых лопаток, мм
|
t н
|
Принято
|
30
|
31
|
Перекрыш рабочих лопаток, мм
|
Δl р
|
Принято
|
3
|
35
|
Высота рабочих лопаток, мм
|
l р
|
|
67,721
|
36
|
Отношение
|
λ
|
|
8,62
|
37
|
Количество рабочих лопаток турбины, шт
|
zр
|
|
75
|
38
|
Шаг рабочих лопаток турбины, мм
|
t р
|
Принято
|
25
|
39
|
Диаметр корневого сечения рабочих лопаток, м
|
d к
|
|
0,51
|
40
|
Степень реактивности в корневом сечении рабочих лопаток
|
ρк
|
|
0,21
|
41
|
Относительная скорость входа газа на рабочие лопатки, м/с
|
w1
|
|
192,05
|
42
|
Угол входа на рабочие лопатки, град
|
β1
|
|
39,5
|
43
|
Полный изоэнтропийный перепад энтальпий на рабочих лопатках, кДж/кг
|
h*ар
|
|
99,78
|
44
|
Изоэнтропийный перепад энтальпий на рабочих лопатках, кДж/кг
|
h ар
|
|
81,34
|
45
|
Входная энергия газа на рабочих лопатках ,кДж/кг
|
|
|
18,44
|
46
|
Температура газа в выходном сечении рабочих лопаток, К
|
T2
|
|
617,89
|
47
|
Полная температура газа в конце действительного процесса расширения в соплах, К
|
T*1
|
|
703,238
|
48
|
Коэффициент скорости в рабочей решетке
|
Ψ
|
Принято
|
0,97
|
49
|
Относительная скорость входа газа из рабочей решетки, м/с
|
w2
|
|
433,3
|
50
|
Удельный объём газа на выходе из рабочих лопаток, м3/кг
|
|
|
1,56
|
51
|
Угол выхода газов рабочих лопаток, град
|
β2
|
|
22,14
|
52
|
Проекция окружной скорости W2 на окружное направление, м/с
|
W2u
|
W2u =
|
401,235
|
53
|
Проекция абсолютной скорости на окружное направление, м/с
|
c2u
|
|
128,3
|
54
|
Проекция абсолютной скорости на осевое направление, м/с
|
c2a
|
|
163,29
|
55
|
Абсолютная скорость выхода газа из рабочей решетки, м/с
|
c2
|
|
207,66
|
56
|
Угол выхода абсолютной скорости из рабочих лопаток, град
|
α2
|
|
51,67
|
57
|
Потеря энергии в рабочей решетке, кДж/кг
|
q р
|
|
5,89
|
58
|
Потеря энергии с выходной скоростью, кДж/кг
|
q a
|
|
21,56
|
59
|
Окружной КПД ступени газовой турбины
|
η u
|
|
50
|
|
по потерям
|
η u
|
|
81
|
60
|
Потеря мощности на трение и вентиляцию, кВт
|
N тв
|
|
6,63
|
61
|
Коэффициент потерь энергии на трение и вентиляцию
|
ξтв
|
|
0,025
|
62
|
Коэффициент потерь энергии от утечек в радиальных зазорах турбины
|
ξут
|
|
0,018
|
63
|
Радиальный зазор рабочих лопаток, мм
|
δ r
|
Принято
|
0,8
|
64
|
Масса рабочей среды, протекающей через радиальный зазор рабочих лопаток, кг/с
|
Gут
|
Gp= ξут/ η u
|
0,003
|
65
|
Масса рабочей среды через рабочие лопатки, кг/с
|
Gр
|
Gp=GT-Gут
|
12,997
|
66
|
Истинный угол выхода газов рабочих лопаток, град
|
β2
|
|
22,13
|
67
|
Повторяем пп. 52-62 при истинном β2
|
68
|
Внутренний КПД газовой турбины ТК
|
η i
|
|
0,853
|
69
|
Эффективный КПД газовой турбины
|
η ет
|
|
0,759
|
70
|
Механический КПД турбокомпрессора
|
η м
|
Принято
|
0,99
|
71
|
Эффективная мощность газовой турбины ТК, кВт
|
N ет
|
|
1975,07
|
72
|
Температура газа за диффузором, К
|
Т3
|
|
622,88
|
75
|
Показатель политропы сжатия газа в диффузоре
|
nд
|
Принимаем
|
2
|
74
|
Скорость газа на выходе из диффузора, м/с
|
С3
|
|
0,5
|
75
|
КПД (политропный) диффузора
|
η д
|
 
|
0,5
|
76
|
Плотность газа перед диффузором, кг/м3
|
2
|
|
0,639
|
77
|
Плотность газа за диффузором, кг/м3
|
|
|
0,644
|
78
|
Диаметр входного сечения диффузора, мм
|
d2
|
|
653,11
|
79
|
Диаметр ступени турбины у вершины рабочих лопаток, мм
|
dв
|
|
651,7
|
80
|
Диаметр выходного сечения диффузора, мм
|
d3
|
|
698
|
81
|
Длина диффузора, мм
|
Lд
|
|
86,131
|
82
|
Угол расходимости диффузора
|
γд
|
Принимаем
|
15
|
83
|
Пропускная способность газовой турбины, см2
|
μFт
|
|
320,53
|
|
Скачать 1.06 Mb.