Дано (из предварительного расчета параметров ГТН):
- расход газа Gг=3,89 кг/с;
- параметры газа:
Рг*=144060 Па; Р*2=102900 Па; Тг =853 К, Срг =1,105 кДж/кг;
- R =0,2884 кДж/кг;
- Кг =1,35;
- частота вращения ротора турбины (из расчета компрессора).
Принятые величины:
- степень реактивности на среднем диаметре ρ =0,35;
- угол выхода потока из сопел α1 =150;
- коэффициенты скорости =0,96; ψ=0,98;
- радиальный зазор лопаток δ =1мм;
- механический КПД турбины ηм=0,98.
Рисунок 3.1 – Схема осевой турбины
Пример расчета газовой турбины представлен в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Расчет газовой турбины
Наименование параметра
| Обозначение
| Размерность
| Расчетная формула или источник
| Численное
значение
|
Степень понижения давления в ступени
| πТ
| -
|
| 1,4
|
Относительное изоэнтропийное падение температуры
| λТ
| -
|
| 0,084
|
Продолжение таблицы 3.1.
|
Наименование
параметра
| Обозначение
| Размерность
| Расчетная
формула или
источник
| Численное
значение
|
Изоэнтропийный перепад энтальпий
| ha
| кДж/кг
| Срг Тг λТ
| 79
|
Изоэнтропийный перепад энтальпий:
- в соплах
- рабочем колесе
|
haн
hар
|
кДж/кг
кДж/кг
|
(1-ρ) ha
ρ·hа
|
51,35
27,65
|
Теоретическая скорость газа за соплами
| C1t
| м/с
|
| 320,5
|
Величина
| λн
| -
| hан/(Срг . Тг)
| 0,0544
|
Степень понижения давления в соплах
| πн
| -
|
| 1,24
|
Статическое давление газа за соплами
| P1
| МПа
| P*г/πн
| 0,116
|
Температура газа за соплами
| T1
| К
|
| 810,4
|
Удельный объем газа за соплами
| u1
| м3/кг
|
| 2,0
|
Действительная скорость
| C1
|
|
| 307,7
|
Площадь потока сопел
| F1
| м2
|
| 0,0253
|
Скоростная характеристика
| ν1
| -
|
| 0,71
|
Окружная скорость на среднем диаметре
| U
|
|
| 228,6
|
Средний диаметр
| d1
| м
| u/πn
| 0,291
|
Длина сопловой лопатки
| l1
| м
| F1/πd1sinα1
| 0,107
|
| | | | | |
Продолжение таблицы 3.1.
|
Наименование
параметра
| Обозначение
| Размерность
| Расчетная
формула или
источник
| Численное значение
|
Геометрические
параметры
соплового аппарата:
|
|
|
|
|
отношение
|
| -
| Принимаем
| 2,0
|
ширина лопатки
| B1
| м
|
| 0,053
|
угол установки
| βВ
| град.
| 22,47+0,822α1
| 34,8
|
хорда профиля
| b1
| м
| B1/sinβв
| 0,092
|
относительный шаг
|
| -
| Принимаем
| 0,8
|
шаг лопаток
| t1
| м
| b1
| 0,0424
|
число лопаток
| Z
| -
| π·d1/t1
| 21
|
осевой зазор
| а
| м
| Принимаем
| 0,05
|
Относительная скорость
| ω1
|
|
| 106,7
|
Угол входа потока
| β1
| град.
|
| 48O26I
|
Относительная скорость
| ω2
|
|
| 242,8
|
Температура газов за рабочим аппаратом
| T2
| K
|
| 789
|
Удельный объем
| u2
| м3/кг
| 10-6 Rr T2 /P*2
| 2,21
|
Длина рабочей лопатки
| l2
|
|
| 0,109
|
Площадь протока рабочего аппарата
| F2
| м2
|
| 0,0352
|
Угол выхода потока
| β 2
| град.
|
| 21О
|
Скорость выхода
| c2
|
|
| 87,4
|
Угол выхода потока
| α 2
| град.
|
| 84О51I
|
Геометрические
параметры рабочего аппарата:
|
|
|
|
|
отношение
|
| -
| Принимаем
| 3
|
ширина лопатки
| B2
| м
|
| 0,036
|
угол установки
| βВ
| град.
| 57,84-,393β1+0,822 β2
| 56О6I
|
хорда профиля
| b 2
| м
| B2/sinβв
| 0,043
|
относительный шаг
|
| -
| Принимаем
| 0,528
|
шаг лопаток
| t2
| -
| b2
| 0,0227
|
число лопаток
| Z2
| -
| πd1/t2
|
|
Удельная работа на окружности
| hu
| кДж/кг
|
| 68
|
Окружной КПД
| ηu
| -
|
| 0,86
|
Наружный диаметр рабочего колеса
| dH2
| м
|
| 0,402
|
Потери энергии на утечки
| q У
| кДж/кг
|
| 2,438
|
Мощность трения диска
| NT
| кВт
|
| 0,958
|
Потери трения диска
| qT
| -
|
| 0,246
|
Внутренняя работа турбины
| hi
| кДж/кг
|
| 65,32
|
Внутренний КПД
| ηi
| -
|
| 0,827
|
Эффективный КПД
| ηT
| -
|
| 0,8134
|
Эффективная мощность
| Ne
| кВт
|
| 250
|
|
|
|
|
| | | | | | | | | |