Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

 высшего  профессионально образования 

Уфимский  государственный авиационный технический  университет 

Кафедра авиационной теплотехники и теплоэнергетики 
 
 
 
 
 
 

Расчетно-графическая работа  

РАСЧЕТ  СТУПЕНИ ТУРБИНЫ  И ПОСТРОЕНИЕ ПРОФИЛЕЙ РЕШЕТОК 
 
 
 
 
 

Группа    ТЭС - 414

 

 

Студент:  _____________       ________                    Новикова С.А.

                                (подпись)            (дата)                                (и., о., фамилия) 
 
 

Принял:    ________________    ________                      Бикбулатов А. М.

                                 (подпись)            (дата)                                 (и., о., фамилия) 
 
 
 
 
 

Уфа 2011

Содержание  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Данные, необходимые  для расчёта активной  ступени 

турбины

Таблица 1

 

      2.2.  Порядок расчёта  реактивной ступени. 

1) Определяется  окружная скорость на среднем  диаметре рабочих лопаток турбины 

 

2) Отношение окружной скорости к фиктивной скорости адиабатного истечения

.

Учитывая  возможные дополнительные потери в  решетках, принимаем 

3) Фиктивная  скорость

 м/с.

4) Располагаемый  теплоперепад в ступени

 кДж/кг.

5) Энтальпия  торможения на входе в ступень

 кДж/кг.

6) Теоретическая  энтальпия пара на выходе из  ступени

 кДж/кг.

7) Располагаемый  теплоперепад в сопловой решетке

 кДж/кг.

8) Теоретическая энтальпия пара на выходе из сопловой решетки

 кДж/кг.

9) Располагаемый  теплоперепад в рабочей решетке

 кДж/кг.

10) Теоретическая  скорость выхода пара из сопловой  решетки

 м/с.

По  h – s диаграмме или по формулам для пара определяются параметры пара в ступени  

11) Откладывается  вверх от уровня h₀ из точки с t₀ и p₀ величина с₀²/2 и определяются параметры заторможенного пара и , соответствующие , где энтропия s₀=6,853 кДж/кгК (по р₀ и t₀ ).

12) Отложив  от , найдём точку, через которую проходит изобара р₂ давления за рабочими лопатками ступени: р₂= 4,726МПа. Удельный объём в этой точке =0,0673 м³/кг, температура t₂=450,88, энтропия s₂=s₀=6,853 кДж/кгК  

13) Отложив    от , найдём точку, через которую проходит изобара р₁ давления за сопловыми лопатками ступени: р₁= 4,875МПа. Удельный объём в этой точке v_1t=0,065677 м³/кг, температура t₁=455,84^оС, энтропия s₁=s₀=6,853 кДж/кгК (найденная ранее энтальпия h_1t= 3332,58 кДж/кг и энтропия s₀=6,853 кДж/кгК=s₁ позволяют получить эти параметры по программе для ЭВМ ).

    Коэффициент использования скорости с₂ выхода из ступени c принят равным 1, т. е. рассчитанная в дальнейшем скорость выхода из ступени с₂ и энергия DH_В.С полностью используются в следующей ступени турбины,   (1- c) определяет лишь подогрев пара.

14) Оценивается  отношение давлений на сопловой  решетке и сопоставляется с  критическим e_кр»0,545

> .

Следовательно, режим истечения пара из сопловой решетки докритический (дозвуковой) и площадь выхода пара из сопловой решетки определяется (предварительно принят коэффициент расхода µ₁=0,97) по формуле:

м².

15) По  принятому углу выхода пара  из сопловой решетки  определяется высота лопатки для степени парциальности е=1

 м . 

16) Число Маха  на выходе из сопловой решетки

=   (дозвуковое). 

17) По  табл. П1.1 в качестве прототипа  выбран профиль С-90-15А по  , , . Параметры его:

- хорда b₁=51,5 мм;

• оптимальный относительный шаг = =0,70, а мм;
• толщина выходной кромки  мм .

Тогда в относительной форме толщина кромки и высота лопатки .

18) Число сопловых  лопаток  , 

  принимается  лопаток.

     По  давлению МПа и температуре определяется коэффициент кинематической вязкости м²/с и рассчитывается число Рейнольдса

= .

20) Для  уточнения коэффициента расхода  найдем:

Dm_M=0,01M_1t² − 0,005 M_1t³=0,000412763 ,

Dm_Re = −8×Re^-0,5 = -0,003970044 

тогда

  оказалось таким же, как было предварительно принято.

21)Для определения коэффициента потерь (по формуле строки 1 [6]) найдем:

          k 13 ; ; ;

;

(так как  ,

; 

;

тогда коэффициент  потерь определится в виде

.

22)  Коэффициент скорости сопловой решетки

        = .

25. Скорость действительная выхода пара из сопловой решетки

c₁ = ×c_1t = 0,9684×138,77 = 134,393 м/с.

26. Угол a₁ направления скорости с₁

=arcsin((0,97/0,965)sin15°)=arcsin0,2585= =15,022°»15°

27. По строится входной треугольник скоростей, из которого графически определяется значение относительной скорости w₁ входа потока в рабочую решетку и угол b₁ ее направления (рис. 2.2)