2.2.2 Параметры потока на выходе из рабочего колеса

59. Определим термодинамические параметры потока:

.

По термодинамическим функциям определяются:

;

.

60. Определим изоэнтропическую скорость потока в относительном движении

.

61. Определим приведенную изоэнтропическую скорость потока в относительном движении:

, здесь принимаем .

62. Определим скорость потока в относительном движении, учитывая, что коэффициент скорости РК выбирается из диапазона:

;

;

63. В зависимости от значений и определим коэффициент восстановления полного давления по графику рисунка 3, методики [5], .

64. Определим угол выхода потока из РК в относительном движении:

.

65. В зависимости от значений и найдем значение угла отклонения в косом срезе рабочих лопаток по графику рисунка 4, методики [5], .

66. Определим эффективный угол на выходе из РК:

.

67. В зависимости от разности углов найдем установки профиля в рабочей решетке по графику рисунка 5, методики [5], .

68. Определим хорду профиля лопатки РК:

.

69. В зависимости от значений и найдем оптимальный относительный шаг решетки РК по графику рисунка 6, методики [5], .

70. Определим оптимальный шаг решетки РК в первом приближении:

.

71. Определим оптимальное число лопаток РК:

, принимаем .

72. Определим окончательное значение шага рабочей решетки:

.

73. Определим величину горла канала рабочих лопаток:

.

74. Определим относительную скорость на выходе из РК:

.

75. Определим энтальпию и температуру газа на выходе из РК:

;

.

76. Определим плотность газа на выходе из РК:

.

77. Определим осевую и окружную составляющие относительной скорости:

;

.

78. Определим окружную составляющую абсолютной скорости потока за РК:

.

79. Определим абсолютную скорость газа за РК:

.

80. Определим угол выхода потока из РК в абсолютном движении:

.

81. Определим полную энтальпию газа за РК:

2.2.3 Расчет эффективной работы ступени с учетом потерь на трение диска и в радиальном зазоре

82. Определим удельную работу газа на лопатках РК:

.

83. Определим потери на утечку. В конструкциях современных турбин ГТД для снижения утечек обычно на рабочих колесах применяются бандажи с лабиринтными уплотнениями. Утечки через такие уплотнения определяются по следующей формуле:

,

где

коэффициент расход лабиринтного уплотнения, значения которого располагаются в диапазоне 0.6…0.8;

площадь зазора в уплотнении;

давление и плотность на среднем диаметре на входе в РК;

число гребешков в уплотнении, значения которого располагаются в диапазоне 2…4;

отношение давлений на уплотнении.

Определим каждое из составляющих:

Для определения давления сначала находятся изоэнтропическая приведенная скорость потока на входе в РК на периферийном диаметре:

;

Найдем давление на периферии:

.

Теперь найдем отношение давлений на уплотнении:

.

Примем и , тогда утечки через лабиринтное уплотнение будут равны:

Теперь определим потери на утечки:

.

84. Определим потери энергии на трение диска ступени о газ:

,

где

;

.

Тогда

.

85. Определим суммарную потерю энергии:

.

86. Определим полную энтальпию газа на выходе из РК с учетом потерь на утечки и трение диска:

;

.

87. Определим энтальпию газа по статическим параметрам на выходе из РК с учетом потерь на трение диска и утечки:

;

.

88. Определим полное давление газа на выходе из РК с учетом потерь на утечки и трение диска:

.

89. Определим действительную эффективную работу ступени:

89. Определим действительный КПД ступени:

,

где величина определяется с помощью ТДФ по величине :

;

.

89. Найдем отличие действительной эффективной работы от заданной:

,

что составляет 0.62%, так как действительная работа отличается от заданной менее чем на 3%, следовательно, расчет ведется правильно.