Выбор параметров и газодинамический расчет осевых компрессоров и турбин авиационных ГТД (стр. 9 )

	Ступени
I	II	III	IV	V	z
	0,3074	0,2961	0,2884	0,2831	0,2803
, град	36,42	36,41	36,24	35,96	34,23
м/с	345,05	343,7	334,95	326,93	316.42
,	382	412,9	442,8	469,8	495
,	0,9032	0,8324	0,7564	0,6959	0.6392
	0.7163	0,7827	0,7926	0,7963	0,8464
	0,9971	0,9646	0,9681	0,9800	1,0465
	0,5899	0,5884	0,5886	0,5891	0,5927
	1,214	1,330	1,347	1,352	1,428
	1,2962	1,4753	1.5021	1,5105	1,6374
	78	105	119	123	149
	2.96	2,77	2,49	2,12	2,10
, м	0.0160	0,0131	0,0114	0,0109	0,0097
,	277,65	276,61	270,16	264,62	261,61
,	204,4	201	195	184	173,05
,	344,79	341,92	333,18	332,2	313,66
	0,8864	0,8243	0,7601	0,7007	0,6533
,	397,2	427,9	456,5	482,8	506,9
	0,8680	0,7991	0,7299	0,6676	0,6188
,	36,36	36	35,82	34,81	33,48
, Па	410669	599678	838384	1131044	1462585
	0,959	0,975	0,985	0,978	0,977
,	0,0391	0,0294	0,0231	0,0192	0,0167
	0,7588	0,8020	0,8346	0,8568	0,8720
, м	0,2599	0,2599	0,2599	0,2599	0,2599
для , м	0,3425	0,3241	0,3114	0,3034	0,2981
, м	0,0413	0,0321	0,0258	0,0217	0,0191
,	242,75	232,54	225.49	215.26	205,56
,	57,37	59,81	59,86	58,74	57,33
,	20,94	23,4	23,62	22,77	23,1
	408,55	393.55	383,39	376,33	372,56
	60,18	60,24	59,81	58,06	90,00
,	23,81	24,23	23,98	23,25	56,52
,	0,1921	0.1923	0.1905	0.1834	0,3392
	1,24	1,26	1,259	1,268	1,666
	1,661	1,761	1,755	1,800	5,336
	3,00	2,6	2.4	2.2	2.00
	116	133	148	162
	0,0138	0,0123	0,0107	0,0099	0,0095

Анализ полученных результатов детального расчета компрессора газогенератора по среднему диаметру ступени показывает, что распределение основных параметров по ступеням выполнено достаточно удачно. Следует отметить, что получившийся большой поворот потока в спрямляющем аппарате последней ступени () и большая потребная густота требуют постановки двух последовательно расположенных спрямляющих решёток.

Глава III. Детальный расчет турбины одновального газогенератора ТРДД

§3.1. Эскиз проточной части турбины

В результате выполненных в §1.2 предварительных расчетов были получены геометрические размеры турбины за рабочими лопатками последней ступени и на входе в сопловой аппарат первой ступени. При выбранном числе ступеней эти размеры являются базовыми для эскиза проточной части. Принята схема .

На основе статистических данных выбираем дополнительные геометрические соотношения. Ширина охлаждаемых рабочих решеток , где .

-  Ширина лопаток сопловых аппаратов

.

Ширина неохлаждаемых сопловых и рабочих лопаток обычно на 5…15% меньше, чем у охлаждаемых, т. е. .

-  Осевой зазор между венцами

.

-  Длина проточной части турбины

.

Меридиональный профиль проточной части турбины газогенератора вычерчивается в соответствии с выбранной формой проточной части и полученными геометрическими размерами (см. рис. 3.1)

При любой форме проточной части турбины угол раскрытия проточной части легко находится из геометрических соотношений эскиза. В случае угол раскрытия проточной части найдется по формуле

.

Величина должна быть не более . Радиальный зазор составляет обычно . В расчетах принято для первой ступени и (если ).

§3.2. Оценка суммарного расхода охлаждающего и потребной глубины охлаждения рабочих и сопловых лопаток

Относительный расход воздуха для охлаждения деталей проточной части турбины в первом приближении может быть оценен по статистическим данным, представленным на графике (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Зависимость относительного расхода охлаждающего воздуха от температуры газа перед турбиной при различных спосбах охлаждения

1 – конвективное охлаждение

2 – конвективно-пленочное охлаждение

3 – пористое и вафельное охлаждение

По значению перед турбиной оценивается относительный расход воздуха, необходимый для охлаждения лопаток, и способ их охлаждения (конвективный, комбинированный и т. д.).

По величине в %, оцениваем и сам расход воздуха, потребный на охлаждение .

В зависимости от способа охлаждения сопловых и рабочих лопаток воздух, отобранный на охлаждение из проточной части компрессора газогенератора, будет частично возвращаться в проточную часть турбины, участвуя в работе расширения. Поэтому в более детальных расчетах отбор воздуха на охлаждение и его возврат в проточную часть турбины должен учитываться в балансе расхода рабочего тела в расчетных сечения турбины. В данном расчете принимаем , где - расход газа в сечении за турбиной, а - расход газа на входе в сопловой аппарат первой ступени турбины.

В детальных расчетах многоступенчатых турбин обычно выполняют вариантные расчеты высоты сопловой лопатки первой ступени, задаваясь углом выхода потока из сопел в пределах , и выбирают наиболее эффективный вариант по КПД. Условно полагаем, что подобные вариантные расчеты выполнены, и выбран угол выхода из сопел первой ступени .

В связи с дополнительными гидравлическими потерями в охлаждаемых сопловых и рабочих решетках значения скоростных коэффициентов следует выбирать меньше, чем в неохлаждаемых при тех же углах входа и выхода потока из решеток. Обычно , а .

При конвективном охлаждении и составляют (5…7)10-3, а при комбинированном (13…17)10-3. В данном случае принимаем для сопловых лопаток , и

Для определения глубины охлаждения сопловых и рабочих лопаток необходимо знать температуру лопаток и их допустимую температуру.

Если число ступеней турбины газогенератора принято z = 1, то температура рабочей лопатки в корневом сечении была определена в предварительном расчете параметров компрессора и турбины (см. §1.1 п.10). При выборе z = 2 температуру рабочих лопаток первой ступени в корневом сечении удобнее определять по формуле

,

где – скорость истечения из сопел первой ступени при адиабатном расширении газа в них.

Для оценки и последующих расчетов выбираем степень реактивности первой ступени турбины. В первых высокотемпературных ступенях, учитывая их относительно небольшие высоты лопаток, желательно принять малые степени реактивности .

Выбираем

Обычно в ступенях с использованием выходной скорости величина . Выбираем для первой ступени 0,

Адиабатную работу расширения в первой ступени (по статическим параметрам на выходе) найдем по формуле

.

Тогда адиабатическая работа расширения в соплах

.

Теоретическая скорость на выходе из сопла

.

Температура рабочей лопатки

Материалов, способных длительное время работать при такой температуре, пока не имеется. Поэтому, чтобы запас прочности оказался в пределах рекомендуемых значений, лопатки потребуется охладить до допустимой температуры. Принимаем для рабочих лопаток . Тогда глубина охлаждения рабочих лопаток первой ступени составит

Максимальная температура сопловых лопаток первой ступени определяется по формуле

где в зависимости от типа двигателя неравномерность температурного поля перед сопловым аппаратом составляет . Выбираем и получаем

Принимая в качестве допустимой температуры сопел первой ступени , получим потребную глубину их охлаждения

Зная глубину охлаждения сопловых и рабочих лопаток, рассчитывается система охлаждения этих лопаток, включающая выбор способа охлаждения, определение потребного количества охлаждающего воздуха, расчет температурных полей и гидравлических сопротивлений системы охлаждения и т. д. В данной работе столь подробные расчеты системы охлаждения не проводятся.

Далее переходим к детальному поступенчатому расчету турбины газогенератора по среднему диаметру.

§3.3. Поступенчатый расчет турбины по среднему диаметру

Необходимость введения охлаждения в высокотемпературных турбинах приводит к появлению дополнительных потерь от охлаждения, что влияет на рабочий процесс турбины и двигателя в целом.

Точный учет всех дополнительных потерь в расчете турбины может быть выполнен лишь после детального расчета системы охлаждения, обеспечивающий снижение температуры сопловых, рабочих лопаток и других деталей турбины до требуемого по условиям прочности уровня. Поэтому дальнейший детальный расчет турбины будет проводиться в основном без учета особенностей, связанных с охлаждением.

Исключение составит только учет влияния охлаждения на скоростные коэффициенты сопловых и рабочих лопаток , некоторые геометрические соотношения и КПД турбины.

Расчет первой ступени охлаждаемой турбины проводится в такой последовательности.

1.  Расход газа на входе в турбину (из предварительного расчета).

2.  Средний диаметр на входе в турбину (из условия )

3.  Высота лопаток на выходе из соплового аппарата определяется по рис. 3.1:

4.  Высота рабочих лопаток первой ступени (если z = 2) на выходе определяется по рис. 3.1:

5.  Окружная скорость на среднем диаметре (берется из предварительного расчета).

6.  Давление адиабатно-заторможенного потока на входе в турбину (см. предварительный расчет) Па.

7.  Температура торможения газа на входе в турбину (см. задание на расчет) К.

8.  Адиабатный тепловой перепад в первой ступени

(см. §3.2).

9.  Условная скорость при адиабатном расширении газа, соответствующая адиабатному теплоперепаду ступени.

10.  Приведенная скорость и

По таблице ГДФ: =

11.  Статическое давление за первой ступенью .

12.  Отношение

13.  Степень реактивности (выбирается, см. §3.2).

14.  Адиабатная работа расширения в соплах (см. §3.2)

15.  Адиабатная работа расширения в рабочем колесе

16.  Скоростной коэффициент соплового аппарата (выбирается, см. §3.2).

17.  Теоретическая скорость на выходе из соплового аппарата

18.  Действительная скорость на выходе из соплового аппарата

19.  Температура газа за сопловым аппаратом

20.  Приведенная теоретическая скорость на выходе из сопла

21.  По таблицам ГДФ определяем и

= и =

22.  Статическое давление за сопловым аппаратом

Па.

23.  Плотность газа за сопловым аппаратом

24.  Угол выхода из сопла

Угол

В §3.2 угол для первой ступени был выбран при оценке температуры рабочей лопатки в корневом сечении. В случае значительного расхождения углов , необходимо уточнить , приняв угол равным значению угла, полученного при расчете в п.24. При этом следует учесть, что в первых ступенях обычно = 150…200.

После определения угла выхода потока из сопел необходимо проверить реактивность в корневом сечении ступени , где . Необходимо, чтобы . В случае, если окажется < 0, значение реактивности на среднем диаметре (см. §13) следует увеличить, и повторить расчет.

25.  Скорость потока газа на входе в рабочее колесо первой ступени в относительном движении

26.  Угол входа потока на рабочую решетку в относительном движении

27.  Скоростной коэффициент рабочей решетки зависит от суммы углов на входе и выходе из решетки и выбирается в соответствии с рекомендациями §3.2.

28.  Скорость газа на выходе из рабочей решетки в относительном движении

При схеме окружные скорости .

29.  Температура торможения потока в относительном движении на входе в решетку рабочего колеса

30.  Приведенная относительная скорость на выходе из первой ступени

31.  По таблицам ГДФ определяем и

= =

32.  Полное давление в относительном движении на выходе из турбины

33.  Угол выхода потока из рабочей решетки в относительном движении

где (при и ). Угол

34.  Абсолютная скорость потока за рабочим колесом первой ступени

35.  Угол абсолютной скорости потока за рабочим колесом

Примечание I.

Если>, то <900;

Если<, то >900;

Примечание II.

Если турбина газогенератора 2-х ступенчатая, то необходимо определить температуру торможение и полное давление за первой ступенью. При z = 1 эти параметры были определены при согласовании компрессора и турбины (см. §1.2).

36.  Температура газа за первой ступенью турбины газогенератора

37.  Приведенная скорость на выходе из первой ступени

38.  По таблицам ГДФ определяем

39.  Полное давление на выходе из первой ступени турбины газогенератора

=

На этом заканчивается расчет первой охлаждаемой ступени турбины. Результаты расчета занесены в 4-й столбец табл.3.1.

Детальный расчет второй охлаждаемой ступени турбины газогенератора выполняется в той же последовательности и по тем же формулам, что и первой ступени. Результаты расчета занесены в 5-й столбец табл. 3.1.

Таблица 3.1

Определяемая величина и формула Воздушный транспорт Воздушный транспорт Гигиена и эпидемиология на транспорте. Воздушный транспорт Упрощенные модели влияния географических и социально-экономических факторов на доступность воздушного транспорта Развитие инновационной деятельности авиакомпаний России в сфере авиаперевозок Административный регламент Федерального агентства воздушного транспорта предоставления государственных услуг по аэронавигационному обслуживанию пользователей воздушного пространства Российской Федерации Жидкостно-газовые системы транспортных воздушных судов. Пособие для студентов 4 и 5 курсов Совершенствование пространственной организации авиационного транспорта России. Автореферат Экономика воздушного транспорта. Учебное пособие Эксплуатант воздушного судна Положение об эмблеме Федерального агентства воздушного транспорта Проекты по теме: Поиск Вики Архив Строительство Промышленность Стройматериалы Оборудование Технологии Авиация Основные порталы (построено редакторами) Домашний очаг Дом • Дача • Садоводство • Дети • Активность ребенка • Игры • Красота • Женщины • (Беременность) • Семья • Хобби Здоровье: • Анатомия • Болезни • Вредные привычки • Диагностика • Народная медицина • Первая помощь • Питание • Фармацевтика История: СССР • История России • Российская Империя Окружающий мир: Животный мир • Домашние животные • Насекомые • Растения • Природа • Катаклизмы • Космос • Климат • Стихийные бедствия Справочная информация Документы • Законы • Извещения • Утверждения документов • Договора • Запросы предложений • Технические задания • Планы развития • Документоведение • Аналитика • Мероприятия • Конкурсы • Итоги • Администрации городов • Приказы • Контракты • Выполнение работ • Протоколы рассмотрения заявок • Аукционы • Проекты • Протоколы • Бюджетные организации Муниципалитеты • Районы • Образования • Программы Отчеты: • по упоминаниям • Документная база • Ценные бумаги Положения: • Финансовые документы Постановления: • Рубрикатор по темам • Финансы • города Российской Федерации • регионы • по точным датам Регламенты Термины: • Научная терминология • Финансовая • Экономическая Время: • Даты • 2015 год • 2016 год Документы в финансовой сфере • в инвестиционной • Финансовые документы - программы Техника Авиация • Авто • Вычислительная техника • Оборудование • (Электрооборудование) • Радио • Технологии • (Аудио-видео) • (Компьютеры) Общество Безопасность • Гражданские права и свободы • Искусство • (Музыка) • Культура • (Этика) • Мировые имена • Политика • (Геополитика) • (Идеологические конфликты) • Власть • Заговоры и перевороты • Гражданская позиция • Миграция • Религии и верования • (Конфессии) • Христианство • Мифология • Развлечения • Масс Медиа • Спорт (Боевые искусства) • Транспорт • Туризм Войны и конфликты: Армия • Военная техника • Звания и награды Образование и наука Наука: Контрольные работы • Научно-технический прогресс • Педагогика • Рабочие программы • Факультеты • Методические рекомендации • Школа • Профессиональное образование • Мотивация учащихся Предметы: Биология • География • Геология • История • Литература • Литературные жанры • Литературные герои • Математика • Медицина • Музыка • Право • Жилищное право • Земельное право • Уголовное право • Кодексы • Психология (Логика) • Русский язык • Социология • Физика • Филология • Философия • Химия • Юриспруденция Мир Регионы: Азия • Америка • Африка • Европа • Прибалтика • Европейская политика • Океания • Города мира Россия: • Москва • Кавказ • Регионы России • Программы регионов • Экономика Бизнес и финансы Бизнес: • Банки • Богатство и благосостояние • Коррупция • (Преступность) • Маркетинг • Менеджмент • Инвестиции • Ценные бумаги: • Управление • Открытые акционерные общества • Проекты • Документы • Ценные бумаги - контроль • Ценные бумаги - оценки • Облигации • Долги • Валюта • Недвижимость • (Аренда) • Профессии • Работа • Торговля • Услуги • Финансы • Страхование • Бюджет • Финансовые услуги • Кредиты • Компании • Государственные предприятия • Экономика • Макроэкономика • Микроэкономика • Налоги • Аудит Промышленность: • Металлургия • Нефть • Сельское хозяйство • Энергетика Строительство • Архитектура • Интерьер • Полы и перекрытия • Процесс строительства • Строительные материалы • Теплоизоляция • Экстерьер • Организация и управление производством Правила пользования Сайтом Правила публикации материалов Политика конфиденциальности и обработки персональных данных При перепечатке материалов ссылка на pandia.org обязательна. Минимальная ширина экрана монитора для комфортного просмотра сайта: 1200 пикселей. Сайт не содержит автоматически сгенерированных данных и не принимает подобные материалы. Мы признательны за найденные неточности в материалах, опечатки, некорректное отображение элементов на странице - отправляйте на [email protected] О проекте Главная страница Справка О проекте Сообщить о нарушении Форма обратной связи Реклама Реклама на сайте, общая информация Контент-маркетинг Поддержите проект! Copyright © 2009-2026 Pandia. Все права защищены. Мнение редакции может не совпадать с мнениями авторов. Автоответчик: [phone] 228504 Написать письмо: [email protected] Карта сайта Проекты Обучение Top Помощь Контакты Архивы Все категории Архивные категории Все статьи Фотоархивы ❮ ❯