5.8.2. Расчет первой ступени турбины на среднем диаметре

Из предварительного расчета турбины известны: работа ступе­ни , частота вращения п, параметры заторможенного потока газа на входе в ступень р₀* и Т_а*, форма и размеры проточной части.

1. Определяем параметры газа на выходе из ступени: температуру торможения

полное давление

2. По схеме проточной части определяем значение наружного диаметра турбины D’_т2=D_т, диаметр втулки D'_bt2 и вычисляем средний диаметр проточной части

3. Определяем площадь сечения проточной части на выходе из ступени

4. Из выражения для расхода газа определяем значение газодинамической функции расхода

а по таблице газодинамических функций находим значение при­веденной скорости на выходе из ступени h₂c-

5. Определяем абсолютную скорость на выходе из РК

и ее осевую с_2а = с₂ sin a₂ и окружную с_2и = с₂ cos а₂ составляющие. 6. Окружная скорость на среднем диаметре

7. Определяем окружную составляющую относительной скоро­сти

и относительную скорость газа

8. Определяем из чертежа проточной части значение высоты лопатки РК h₁’ и вычисляем:

Средний диаметр втулки

Диаметр втулки

Площадь сечения проточной части

окружную скорость на среднем диаметре

9. Определяем окружную составляющую абсолютной скоро­сти

10. Из уравнения расхода, записанного для сечения на входе рк,

находим зависимость , для чего задаемся рядом значе­ний . Коэффициент восстановления полного давления в СА , входящий в формулу, определяем по графику (рис. :.15), величину φ оцениваем по принятой величине Зависи­мость находится также из уравнения

где

Пересечение на графике (рис. 5.19) зависимостей между углом a₁ в приведенной скоростью дает искомые значения а₁ и

9. Определяем абсолютную скорость газа

ее осевую составляющую

и относительную скорость на входе в РК

12. Определяем параметры газа на выходе из СА:

статическое давление (в формулу следует подставить уточненное значение оса, соответствующее полученному в п.10 значению );

статическая температура

13,Температура торможения на входе в РК

и температура лопатки

14. Проверяем запас прочности лопаток РК- Запас прочности должен находиться в пределах п>2.

15.Определяем углы потока:

на входе в РК

на выходе из РК

16. По величине суммы углов потока Р1 + Р2, степени конфузорности по рис. 5.15 определяем коэффициент скорости ψ.

17. Адиабатная работа расширения газа в РК

статическая температура

18. Статическое давление

Статистическая температура

Плотность

19. Проверяем величины осевой скорости газа на выходе из РК: осевая составляющая абсолютной скорости

абсолютная скорость газа

число Маха потока

Значение с₂, не должно отличаться от его значения, принятого в п. 5, не более чем на 2%. В противном случае нужно изменить значение площади F₂.

20. Параметры газа на выходе из РК: температура торможения

полное давление

21. Адиабатная работа расширения газа в ступени:

по заторможенным параметрам

по статическим параметрам

22. Статические параметры газа на входе в ступень определяем по следующим формулам:

статическая температура

статическое давление

Функции Т(λ₀) и р(λ₀) определяем по таблицам газодинамиче­ских функций по принятому ранее значению М₀.

23. Определяем степень реактивности ступени на D_ср:

и коэффициент полезного действия ступени

На этом заканчивается расчет турбины на среднем диаметре. Поскольку параметры потока по высоте лопатки отличаются от и; значений на среднем диаметре, необходимо определить параметры потока на различных радиусах проточной части, используемые за­тем для профилирования лопатки.