Расчет первой ступени турбины компрессора

Определяем теплоперепад, срабатываемый в сопловом аппарате турбины

, так как , то

Определяем теоретическую абсолютную скорость выхода газа из соплового аппарата

,

то есть

,

здесь - скорость входа газа в сопловой аппарат принята равной 70 м/с.

Рассчитываем величину действительной скорости выхода газа из соплового аппарата . принимаем равным 0,95,

тогда

.

Определяем потери энергии в сопловом аппарате

или .

Определяем действительный теплоперепад в сопловом аппарате

или .

Определяем параметры газа на входе из соплового аппарата турбины

Энтальпия

или

Давление

, принимаем

,

Температура в конце адиабатного расширения

или ,

Температура в конце политропного расширения

или ,

Удельный объем

или

Определяем угол выхода потока газа из соплового аппарата . Принимаем .

Рассчитываем окружную скорость на рабочем колесе для , , принимаем ,

тогда

.

Рассчитываем величину относительной скорости входа потока газа в рабочее колесо

,

.

Определяем величину угла выхода газа в рабочее колесо

или .

Угол °. В активных турбинах угол входа потока в рабочее колесо и угол выхода равны между собой. Поэтому угол выхода газа из рабочего колеса будет равен 18,202°.

Далее проводится определение величины относительной скорости движения потока на входе в рабочее колесо и угла выхода построением треугольника скоростей.

Определяем теплоперепад на рабочих лопатках. В активных турбинах он равен 0.

Давление газа за рабочим колесом равняется давлению газа на входе в колесо.

.

Рассчитываем величину относительной скорости выхода газа из рабочего колеса. Для активных турбин она определяется по уравнению

,

где - скоростной коэффициент рабочих каналов, равный 0,94…0,97.

Принимаем ,

тогда

.

Рассчитываем абсолютную скорость выхода газа из рабочего колеса.

или

Определяем потери энергии в рабочем колесе

или

Определяем параметры газа за рабочим колесом ступени:

Энтальпия

, то есть ,

Температура

или ,

Давление

,

Удельный объем

или ,

Определяем работу газа на окружности рабочего колеса первой ступени

или

.

Определяем окружной КПД ступени

или .

Определяем потери мощности на трение и вентиляцию

,

где - средний диаметр облапатывания

или ,

тогда

.

Потери энергии на трение и вентиляцию

или

Потери энергии от утечек газа

или .

С учетом потерь внутренняя работа газа будет равна

или

.

Определяем внутренний КПД ступени

или

Определяем параметры газа на выходе из первой ступени турбины компрессора:

Энтальпия

или ,

Температура

или ,

Удельный объем

или ,

Давление

.

Далее строится диаграмма расширения газа в первой ступени турбины и определяются размеры основных элементов ее прочной части.

Рис 5. Процесс расширения газа в первой ступени.

Дата добавления: 2015-10-24