2.3. Расчет второй ступени
Исходные данные для расчета второй ступени турбины.
Параметры газа на входе во вторую ступень турбины (точка 0) соответствуют параметрам газа на выходе из первой ступени (точка 4 на рис. 7.)
Энтальпия
,
Температура
,
Удельный
объем
,
Давление
,
Теплоемкость
газа
,
Секундный
расход газа
,
Срабатываемый
теплоперепад
,
Скорость
входа потока в ступень
.
Расчет проточной части второй и третьей ступеней пропульсивной турбины выполнен по уравнениям, использованным при расчете первой ступени.
Определяем теплоперепад, срабатываемый в направляющем аппарате второй ступени.
.
Давление газа на выходе из направляющего аппарата второй ступени будет равно
.
Рис. 7. Процесс
расширения газа в первой ступени.
Рассчитываем теоретическую абсолютную скорость выхода газа из направляющего аппарата ступени
.
Действительная абсолютная скорость выхода газа из направляющего аппарата ступени
.
Потери энергии в направляющем аппарате
.
Действительный теплоперепад в направляющем аппарате
.
Параметры газа на выходе из направляющего аппарата:
Энтальпия
,
Температура газа на выходе из направляющего аппарата ступени
,
Удельный объем
.
Окружная скорость на рабочем колесе ступени определится как
.
Выбирается
угол выхода газа из направляющего
аппарата
Определяется относительная скорость входа потока газа на рабочее колесо
.
Определяется угол входа газа в рабочее колесо
то
есть
Далее
проводится построение треугольника
скоростей и графически находятся
значения величины скорости
и угла
.
Определяется располагаемый теплоперепад на рабочих лопатках
.
Рассчитывается давление газа за рабочим колесом второй ступени
.
Рассчитывается
теоретическая относительная скорость
выхода потока газа из рабочего колеса
.
Определяется
действительная скорость
.
Потери энергии в каналах рабочего колеса
.
Определяется величина использованного теплоперепада
.
Параметры газа за рабочим колесом:
Энтальпия
,
Температура газа на выходе из рабочего колеса
,
Удельный объем
.
Далее определяем величину среднего диаметра облапатывания
.
Определяем длину сопловой лопатки
.
Находим длину рабочей лопатки
.
Рассчитываем абсолютную скорость движения потока газа на выходе из рабочего колеса и угол выхода
.
Затем
величины скорости
и угла
дополнительно определяются методом
построения треугольников скоростей.
Определяем работу газа на окружности рабочего колеса второй ступени
.
Определяем окружной КПД второй ступени
.
Рассчитываем дополнительные внутренние потери энергии во второй ступени:
Потери мощности на трение и вентиляцию
,
Потери энергии на трение и вентиляцию,
Потери энергии на утечку газа
.
Далее рассчитываем внутреннюю работу второй ступени
.
Определяем параметры газа на выходе из второй ступени:
Энтальпия
Температура
,
Удельный объем
.
На основании полученных данных строится диаграмма расширения газа во второй ступени турбины.