Предварительный расчет

Чтобы распределить теплоперепад между ступенями, необходимо определить степень понижения давления, расход газа, работу расширения газа в турбине, полезную работу и полезную мощность этой турбины. Часть данных известна из задания и теплового расчета. Результаты предварительного расчета сведены в табл.2.1

Давление газа перед турбиной

Данные предварительного расчета

Наименование величины	Формула	Обозн	Разм.	Величина
Температура газа перед турбиной	задано	Т0*	К	1063
Давление газа перед турбиной	найдено	Р0*	МПа	0,4236
Полная мощность турбины	задано	N	МВт	10
Частота вращения ротора ТВД	задано	nТВД	об/мин	5280
Частота вращения ротора ТНД	задано	nТНД	об/мин	4800
Атмосферное давление	задано	Ра*	Па	101300
Расход газа через турбину	из расчета		кг/с	82,83
Степень расширения	из расчета	Т	-	3,982
Адиабатический теплоперепад в турбине		Hад*	кДж/кг	358,1
Полная температура газа за турбиной		ТZ*	K	791,5
Давление за выходным трактом	Р0*/Т	РТ*	МПа	0,106
Удельный объем газа за турбиной	RТZ* /РТ*	Т	м3/кг	2,143
Скорость перед диффузором	задано	СZ	м/с	220
Скорость в выходном патрубке	задано	СВЫХ	м/с	50
КПД выходного диффузорного патрубка	задано	Д	-	0,5
Потеря полного давления в диффузоре		РД	Па	5355
Полное давление за ступенью		РZ*	Па	111737
Давление за последней ступенью		РZ	МПа	0,100
Адиабатический теплоперепад в турбине по параметрам торможения		Hад1-z	кДж/кг	370,5

Распределим теплоперепад по турбинам, исходя из теплового расчета ГТУ, из которого известен теплоперепад на ТНД.

Н_ТНД = 125,75 кДж/кг;

H_ТВД = H_Т - Н_ТНД = 315,15-125,75=189,40 кДж/кг.

Кинематические параметры, принимаемые перед газодинамическим расчётом, сводим в табл.2.2

Таблица 2.2. Кинематические параметры

Наименование	Обозначение	Разм.	ТВД	ТНД
Угол выхода потока из сопел	1	град.	17,40	22,44
Степень реактивности ступени		-	0,350	0,485
Скорость выхода потока из РК	С2а	м/с	183,6	171,0

Для стационарных ГТУ КПД турбины возрастает при понижении выходной скорости. Величина этой скорости при заданном расходе и параметрах газа на выходе определяется торцевой площадью последней ступени, которая в свою очередь связана с прочностью рабочих лопаток.

Определим корневой диаметр ступени ТВД:

w = pn/30 = 542,4

w = p*5280/30 = 552,9 рад/с;

Определим корневой диаметр ступени ТНД:

w = pn/30;

w = p*4800/30 = 502,7 рад/с;