- •1. Вибір турбонагнітача
- •1.1 Опис системи наддуву двигуна
- •1.2 Визначення основних параметрів компресора агрегату наддуву
- •1.3 Обгрунтування вибору турбонагнітача (фірми, типу, серії)
- •2. Термогазодинамічний розрахунок турбіни.
- •2.1 Визначення параметрів газу перед турбіною.
- •2.2 Визначення термогазодинамічних параметрів газу уздовж проточної частини турбінного ступеня.
- •2.3 Розрахунок втрат, ккд та потужність турбіни.
- •3.1 Визначення висоти соплових та робочих лопаток. Виконання ескізу проточної частини турбіни.
- •3. Розрахунок і конструювання елементів проточної частини турбіни.
- •3.2 Перевірка на міцність робочих лопаток
- •Cписок використаних літературних джерел
3. Розрахунок і конструювання елементів проточної частини турбіни.
3.1 Визначення висоти соплових та робочих лопаток. Виконання ескізу проточної частини турбіни.
Визначаємо висоту соплових та робочих лопаток використовуючи формули подані у таблиці 3.1
Таблиця 3.1 Розрахункові формули для визначення висоти соплових та робочих лопаток.
Величина |
Спосіб визначення |
1.
Довжина вихідної
кромки
соплових
лопаток,
|
|
2.
Кут розкриття проточної
частини,
|
Приймається
4…18
|
3. Осьовий зазор у ступені, S, м |
Приймається 0,003…0,010 |
4.
Ширина соплових лопаток,
|
Приймаємо |
5.
Відношення довжини до ширини робочих
лопаток,
|
Беремо 2,5…4,0 |
6.
Ширина робочих лопаток,
|
Приймаємо |
7.
Радіальний зазор,
|
Приймається
(0,005…0,010) |
3,2. Довжина вихідної кромки робочих лопаток, , м |
Приймаємо |
8.
Віяловість ступеня,
|
|
9.
Кут установи соплових лопаток,
|
|
10.
Хорда профілю соплової
лопатки,
|
|
11.
Відносний крок соплової
решітки,
|
Приймається 0,75…0,90 |
12.
Відносна швидкість входу потоку на
робочі лопатки,
|
|
13.
Кут входу потоку на робочі лопатки у
відносному русі,
|
|
14.
Швидкісний коефіцієнт
робочої
решітки,
|
Приймається 0,93…0,95 |
Продовження таблиці 2.3
15.
Ізоентропійний тепло перепад у робочій
решітці,
|
|
16.
Наявний тепло перепад у робочій
решітці,
|
|
17.
Відносна швидкість виходу потоку з
робочих каналів,
|
|
18.
Втрати енергії
у
робочому
каналі,
|
|
19. Статичні параметри потоку на виході з робочих каналів:
температура,
густина,
|
|
20.
Швидкість звуку на виході з робочих
каналів,
|
|
21.
Число Маха на виході з робочої
решітки,
|
|
22.
Кут виходу потоку з робочої
решітки,
|
|
23.
Кут установки профілів робочої
решітки,
|
|
24.
Хорда профілю робочих лопаток,
|
|
25.
Відносний крок робочої
решітки,
|
|
Результати розрахунків подано у таблиці 3.1.1
Таблиця 3.1.1 Результати розрахунків
No |
Найменування |
Позначення |
Значення |
1 |
Витрата газу через турбіну, кг / с |
Gт |
7,3 |
2 |
Тиск газу перед сопловими лопатками, кПа |
p0T |
365,9 |
Продовження таблиці 3.1.1
3 |
Повний тиск газу перед соплами, кПа |
p*0T |
372,0 |
4 |
Температура газу перед соплами, К |
T0T |
535,2 |
5 |
Повна температура газу перед соплами, К |
T*0T |
537,4 |
6 |
Тиск газу за робочими лопатками, кПа |
p2 |
104,1 |
7 |
Частота обертання турбокомпресора, хв -1 |
n |
14443 |
8 |
Ефективний ККД турбіни |
hет |
0,8 |
9 |
Повний ізоентропійний перепад ентальпій в турбіні, кДж / кг |
h*AT |
163,9 |
10 |
Ізоентропійний перепад ентальпій в турбіні, кДж / кг |
hAT |
161,5 |
11 |
Вхідна енергія газу в сопловой решітці, кДж / кг |
hВХ |
2,45 |
12 |
Ізоентропійний перепад ентальпій в соплах, кДж / кг |
hАН |
92,1 |
13 |
Ступінь реактивності турбінної ступені |
r |
0,43 |
14 |
Повний ізоентропійний перепад ентальпій в соплах, кДж / кг |
h*АН |
94,5 |
15 |
Дійсна швидкість виходу газу з сопел, м / с |
c1 |
426,0 |
16 |
Коефіцієнт швидкості в сопловой решітці |
j |
0,98 |
17 |
Втрата енергії в соплах, кДж / кг |
qн |
3,74 |
18 |
Температура в кінці ізоентропійного процесу розширення газу в соплах, К |
T1t |
451 |
19 |
Температура в кінці дійсного процесу розширення газу, К |
T1 |
454 |
20 |
Тиск газу за соплових лопатками, кПа |
P1 |
186,0 |
21 |
Питомий об'єм газу за соплами, м3/кг |
V1 |
0,68 |
22 |
Зовнішній діаметр колеса компресора, м |
d2 |
0,54 |
Продовження таблиці 3.1.1
23 |
Середній діаметр турбінної ступені, м |
d |
0,46 |
24 |
Ставлення |
d/d2 |
0,9 |
25 |
Окружна швидкість на середньому діаметрі, м / с |
u |
347,1 |
26 |
Характеристика ступені |
n1 |
0,81 |
27 |
Оптимальне відношення швидкостей |
n1opt |
0,82 |
28 |
Кут виходу газів з сопла, град |
a1 |
20 |
29 |
Висота соплових лопаток, мм |
lн |
24 |
30 |
Ступінь парциальности |
e |
1 |
31 |
Колличество соплових лопаток, шт |
zн |
41 |
32 |
Крок соплових лопаток, мм |
tн |
35 |
33 |
Перекриші робочих лопаток, мм |
^lр |
3 |
34 |
Висота робочих лопаток, мм |
lр |
27 |
35 |
Ставлення |
l |
17,3 |
36 |
Кількість робочих лопаток турбіни, шт |
zp |
58 |
37 |
Крок робочих лопаток турбіни, мм |
tp |
25 |
38 |
Діаметр кореневого перерізу робочих лопаток, м |
dk |
0,43 |
39 |
Ступінь реактивності в кореневому перерізі робочих лопаток |
rk |
0,358 |
40 |
Відносна швидкість входу газу на робочі лопатки, м / с |
W1 |
155,1 |
Продовження таблиці 3.1.1
41 |
Кут входу на робочі лопатки, град |
b1 |
69,9 |
42 |
Повний ізоентропійний перепад ентальпій на робочих лопатках, кДж / кг |
hap* |
81,5 |
43 |
Ізоентропійний перепад ентальпій на робочих лопатках, кДж / кг |
hap |
69,4 |
44 |
Вхідна енергія газу на робочих лопатках, кДж / кг |
hw |
12,0 |
45 |
Температура газу у вихідному перетині робочих лопаток, К |
T2 |
395 |
46 |
Повна температура газу в кінці дійсного процесу розширення в соплах, К |
T1* |
465 |
47 |
Коефіцієнт швидкості в робочій решітці |
y |
0,97 |
48 |
Відносна швидкість входу газу з робочою решітки, м / с |
W2 |
391,6 |
49 |
Кут виходу газів робочих лопаток, град |
b2 |
30,9 |
50 |
Питомий об'єм газу на виході з робочих лопаток, м3/кг |
V2 |
1,05 |
51 |
Пропускна здатність газової турбіни, см2 |
mFT |
0,013 |
52 |
Абсолютна швидкість виходу газу з робочою решітки, м / с |
C2 |
201,1 |
53 |
Проекція абсолютної швидкості на окружне напрямок, м / с |
C2u |
-11,0 |
54 |
Проекція абсолютної швидкості на осьовий напрямок, м / с |
C2a |
200,84 |
55 |
Кут виходу абсолютної швидкості з робочих лопаток, град |
a2 |
86,9 |
56 |
Втрата енергії в робочій решітці, кДж / кг |
qp |
4,82 |
Продовження таблиці 3.1.1
57 |
Втрата енергії з вихідною швидкістю, кДж / кг |
qa |
20,2 |
58 |
Окружний ККД ступені газової турбіни: |
hu |
|
а) |
за формулою Ейлера |
0,8244 |
|
б) |
по втратах |
0,8244 |
|
59 |
Втрата потужності на тертя і вентиляцію, кВт |
NTB |
9,01 |
60 |
Коефіцієнт втрат енергії на тертя і вентиляцію |
xTB |
0,0075 |
61 |
Коефіцієнт втрат енергії від витоків в радіальних зазорах турбіни |
xут |
0,094 |
62 |
Радіальний зазор робочих лопаток, мм |
dp |
0,80 |
63 |
Внутрішній ККД газової турбіниТК |
hi |
0,72 |
64 |
Ефективний ККД газової турбіни |
hET |
0,72 |
65 |
Механічний ККД турбокомпресора |
hM |
0,99 |
66 |
Ефективна потужність газової турбіни ТК, кВт |
NET |
859,0 |

,
м
,
м
,
м
,
м
, град
,
м
,
м/с
,
град
,
Дж/кг
,
Дж/кг
,
м/с
,
Дж/кг
,
м/с
,
град
,
град
,
м