- •Министерство образования и науки
- •1 Описание конструкции турбины гтн-27,6 6
- •Описание конструкции турбины гтн-27,6
- •2Расчёт проточной части турбины на номинальном режиме
- •2.1 Выбор основных параметров установки
- •2.2 Распределение теплоперепадов по ступеням и расчёт диаграммы состояния рабочего тела
- •2.3 Расчёт проточной части турбины высокого давления
- •2.3.1 Расчёт второй ступени твд
- •2.4 Расчёт проточной части турбины низкого давления
- •2.4.1 Расчёт второй ступени тнд
- •2.4.1 Расчёт первой ступени тнд
- •3Определение размеров диффузора
- •4 Определение потерь энергии и к.П.Д.
- •5 Технико-экономические показатели газовой турбины
- •6 Материалы основных деталей турбины
- •7 Техника безопасности
2.4 Расчёт проточной части турбины низкого давления
2.4.1 Расчёт второй ступени тнд
Расчёт второй ступени ТНДпроизводим в той же последовательности, что и второй ступени ТВД.
Располагаемый перепад энтальпий на вторую ступень ТНД а полный с использованием энергии предыдущей ступени
Расход газа через ступени ТНД
Уточнённое значение ометаемой площади рабочих лопаток ТНД
Окружная скорость у корня ступени из условия осевого выхода потока
Корневой диаметр ступени
Разность корневых диаметров ТВД и ТНД составляет
Внешний диаметр рабочих лопаток
Средний диаметр рабочих лопаток
Высота рабочих лопаток
Окружная скорость
.
Отношение
Как и для ступеней ТВД, предполагаем выполнение облопачивания ТНД закрученным по закону, близкому к закону постоянной циркуляции (потенциального вихря), т.е. cz=const;rcu=idem; значения осевых скоростей примем равными с1z= 180 м/с и с2z= 220 м/с, учитывая большую разность высот направляющих и рабочих лопаток, обусловленную значительным перепадом энтальпий в ТНД и быстрым изменением удельного объема в конце расширения в турбине.
В корневом сечении окружная составляющая абсолютной скорости потока в предположении осевого выхода потока из ступени
Абсолютная скорость выхода потока
Перепад энтальпий в направляющем аппарате
Перепад энтальпий в рабочем колесе
Степень реактивности у корня ступени
Угол выхода потока
Относительная скорость газа на входе в рабочее колесо
Угол входа потока в рабочее колесо
Относительная скорость газа на выходе из рабочего колеса
Угол выхода потока из рабочего колеса
Окружная составляющая абсолютной скорости выхода газа из рабочего колеса
с2’≈c2z = 220 м/с, т.е. у корня ступени обеспечивается близкий к осевому выход потока.
Среднее сечение ТНД.
Примем в первом приближении
d14=d24– 0,009 = 1,808 – 0,009 = 1,799м.
Окружная скорость на этом диаметре
Окружная составляющая абсолютной скорости потока
Абсолютная скорость выхода потока
Перепад энтальпий в направляющем аппарате
Перепад энтальпий в рабочем колесе
Степень реактивности на среднем диаметре
Зная h24, по диаграмме состояния газа определим параметры газа на среднем диаметре, отложив от конца процесса ступени отрезокh24(рисунок 4)
Т14= 867,060 К; υ14= 1,912 м3/кг;p14= 0,130 МПа.
Найденному удельному объёму соответствует площадь кольца, занятого направляющими лопатками ступени ТНД
Внешний диаметр направляющего аппарата ступени ТНД
Средний диаметр направляющего аппарата
что совпало с ранее принятым значением.
Окружная скорость на этом диаметре
Высота направляющих лопаток
Угол выхода потока
Относительная скорость газа на входе в рабочее колесо
Угол входа потока в рабочее колесо
Относительная скорость газа на выходе из рабочего колеса
Угол выхода потока из рабочего колеса
Окружная составляющая относительной скорости выхода газа из рабочего колеса
w24u = w24·cos β24 = 392,154·cos33,831° = 328,248 м/с.
Окружная скорость на среднем диаметре рабочего колеса
Окружная составляющая абсолютной скорости выхода газа из рабочего колеса
т.е. выход потока близкий к осевому.
Расчёт периферийного сечениявторой ступени ТНД ведём в той же последовательности, что и для среднего сечения, с учётом различных значений окружных скоростей в осевом зазоре и за рабочим колесом, а именно
, т.е. у корня ступени обеспечивается близкий к осевому выход потока.
По найденным значениям в трех сечениях второй ступени ТНД величин строим графики изменения по высоте лопаток всех параметров потока и треугольники скоростей.
Рисунок 7(а) – Изменение скорости потока по высоте лопаток ТНД
Рисунок 7(б) – Изменение углов потока по высоте лопаток ТНД
Рисунок7(в) – Изменение степени реактивности потока по высоте лопаток ТНД
Рисунок 8 – Треугольники скоростей в трех сечениях второй ступени ТНД (1 мм - 10 м/с).