Газодинамический расчет ступени

В книге изложены методы выбора и расчета параметров проточной части газовых турбин, профилирования сопловых и рабочих лопаток. Приведен газодинамический расчет ступеней турбины. Даны способы расчета охлаждаемых лопаток и гидравлических потерь в них. [c.219]

В гл. I было показано, что выбор лопаточных профилей ступеней агрегата является исключительно газодинамической задачей. Если даже такие профили унифицированы и стандартизированы, то газодинамические расчеты заложены в унификацию и стандартизацию их. [c.159]

В газодинамическом отношении сопловые осесимметричные каналы достаточно совершенны и могут надежно рассчитываться и профилироваться различными известными в литературе методами (например, методом характеристик). Достаточно простой газодинамический расчет является явным преимуществом осесимметричного сопла по сравнению с криволинейным сопловым каналом. Однако в косом срезе кольцевой решетки, составленной из осесимметричных каналов, возникает сложная волновая структура потока, значительно отличающаяся от теоретической. Толщина выходных кромок (перегородок между каналами) кольцевой решетки такого типа переменна по высоте сопла. Минимальная толщина достигается на среднем радиусе ступени и резко увеличивается к корневому и периферийному ее диаметрам. Вследствие перерезания каналов на среднем диаметре и в непосредственной близости от него смежные каналы смыкаются раньше косого среза (линии раздела между соплами углублены внутрь сопла). Преждевременное смыкание потоков из [c.132]

Газодинамический расчет и профилирование лопаток дополнительной (подпорной) ступени внутреннего контура вентилятора производятся при том условии, что работа по высоте лопатки изменяется. Осевая скорость на входе в ступень принимается равной осевой скорости на выходе из внутреннего направляющего аппарата первой ступени. [c.87]

Расчетный режим, который обычно соответствует максимальной частоте враш,ения ротора, является единственным режимом работы компрессора, для которого производится газодинамический расчет (при параметрах стандартной атмосферы) и определяются основные геометрические размеры каждой ступени, углы установки лопаток, густота решеток и т. д. [c.105]

Окончательное распределение теплоперепада между отдельными ступенями устанавливается в результате детального газодинамического расчета каждой ступени. Необходимо обратить внимание на то обстоятельство, что при большом расходе газа и малой плотности (при значительном расширении) отношение h/D p, особенно на последних ступенях, может оказаться очень большим. Возможными способами уменьшения высоты лопаток, как следует из формулы расхода [c.187]

Определение формы и размеров проточной части, необходимого числа ступеней, а также формы и углов установки лопаток в процессе газодинамического расчета компрессора производится для определенного режима его работы (скорости и высоты полета, частоты вращения), называемого расчетным. Соответствующие этому режиму значения степени повышения давления, расхода воздуха, частоты вращения и других показателей работы компрессора также называются расчетными. [c.114]

В процессе газодинамического расчета компрессора параметры каждой ступени обычно выбирают близкими к оптимальным, чтобы обеспечить на расчетном режиме высокие значения КПД каждой ступени и компрессора в целом. Поэтому в дальнейшем будем для определенности считать, что одновременное достижение опти- [c.140]

В работах [3.61] и [3.69] проведен анализ толщин вытеснения пограничного слоя в компрессорах газотурбинных двигателей. Учет данных, полученных в результате такого анализа, при газодинамическом расчете характеристик компрессоров дал неплохие результаты при числе ступеней вплоть до двадцати. Независимо друг от друга авторы работ [3.74—3.76] пришли к выводу о преобладающем влиянии радиальных зазоров на величины толщин вытеснения пограничного слоя. [c.88]

Методика газодинамического расчета проточной части ЦБН основывается на применении уравнений газовой динамики в одномерной постановке применительно к течению газа через проточную часть ЦБН. Решается прямая газодинамическая задача - по заданным параметрам входа (давление РО и температура ТО) и выхода (давление Рк), оборотам ротора п, составу газа на входе и геометрии проточной части определяются все термодинамические и кинематические параметры в расчетных сечениях. Схема проточной части промежуточной ступени ЦБН с обозначением расчетных сечений приведена на рис.1. Решение ищется в следующих сечениях 0-0 - на входе в ступень 1-1 - на входе в рабочее колесо 2-2 -на выходе из рабочего колеса 3-3 - на входе в лопаточный диффузор 4-4 - на выходе из лопаточного диффузора 5-5 - на входе в обратный направляющий аппарат (ОНА) 6-6 - на выходе из ОНА. [c.70]

Предварительный расчет ТНД. Особенностью рабочего процесса в ТНД является значительный рост удельного объема пара вдоль проточной части, главным образом к ее концу. Распределение геометрических и газодинамических параметров по ступеням должно учитывать эту особенность во избежание резкого раскрытия проточной части и для получения приемлемой экономичности ТНД. [c.166]

Для сконструированной таким способом проточной части остается лишь подобрать лопаточный аппарат ступеней, чтобы обеспечить принятые при расчете пропускной способности коэффициенты полезного действия. Это — второй этап тепловых расчетов, который обычно выполняется в соответствии с газодинамическими основами теории турбин. [c.77]

Оценивая качество работы ступени в предлагаемой методике ее расчетов, возьмем любое из указанных определений к. п. д. ступени, но сначала включим в число потерь течения через направляющий (сопловой) и рабочий венцы только профильные и концевые потери, с учетом коэффициентов скоростей ф и a j в сопловых и рабочих каналах соответственно. Значения этих коэффициентов берутся с газодинамических характеристик выбранных решеток. Поскольку в рассмотрение входят только решетки в комбинации, то полученный окружный к. п. д. ступени назовем коэффициентом полезного действия комбинации решеток ступени. Этот к. п. д. легко определяется на треугольников скоростей или с диаграммы i—s процесса расширения в ступени. [c.256]

Таким образом, для расчета пространственного течения необходимо решить интегральное уравнение кольцевого вихря (XI.68), удовлетворив одновременно уравнению расхода (XI.69). В процессе решения рассчитывают все газодинамические параметры потока и находят координаты линий тока с помощью уравнения расхода, аналогичного (XI.69), где место периферийного радиуса ступени в верхнем пределе интегрирования занимает текущий радиус линии тока. [c.202]

Поэтому в конечном счете распределение теплоперепада между ступенями турбины устанавливается в результате детального газодинамического и прочностного расчета каждой ступени с учетом особенностей схемы и компоновки двигателя в целом. [c.221]

Газодинамические характеристики решеток необходимы для теплового расчета турбинных ступеней. Их значения можно определять теоретически, но чаще находят экспериментально. К основным газодинамическим характеристикам относят коэффициент потерь энергии, коэффициент расхода и угол выхода потока из решетки. [c.67]

Важными газодинамическими характеристиками вещества являются скорость звука и связанный с ней критический перепад давлений, т. е. отнощение давлений на входе и выходе сопла, при котором в узком сечении газ течет со скоростью звука. Неидеальность газа и в этом случае влияет на конечные характеристики. На рис. 4 показаны зависимости скорости звука в метане, пропане и бутане от температуры и давления в сопоставлении со скоростью звука, рассчитанной в предположении идеальности газа. Различие оказывается весьма значительным и при расчетах топливной аппаратуры должно учитываться. Еще большее значение для расчета топливной аппаратуры имеет критический перепад давлений, поскольку от него зависит режим работы ступени редуктора. При сверхкритическом перепаде работа ступени более стабильна, однако осложняется регулировка на малых расходах. Наиболее важно знать критический перепад в случае, когда на выходе из сопла поддерживается атмосферное давление. Это условия работы последней ступени газового редуктора, от которой во многом зависят выходные показатели двигателя, в том числе топливная экономичность и экология. Значения критического перепада давления для наиболее важных топливных газов приводятся в табл. 5. [c.19]

Результаты опытных и расчетных исследований изолированных решеток на конденсируюш,емся и влажном паре (см. гл. 3 и 4) являются существенно необходимыми для понимания сложных физических явлений и разработки методов газодинамического расчета паровых и газовых турбин в двухфазной области. Однако необходимым и весьма важным этапом совершенствования турбин влажного пара являются исследования ступеней и многоступенчатых турбин влажного пара. Ниже излагаются некоторые аспекты этой проблемы. [c.153]

Следует отметить, что при изменении основных критериев подобия линейный характер Ат1ог(Уо) нарушается. Столь значительное влияние чисел М и р объясняется не только зависимостями коэффициентов потерь в решетках от этих параметров, но и изменением составляющих потерь, обусловленных взаимодействием решеток в ступени (периодическая нестационарность и высокая турбулентность). В основном в этом и проявляется расхождение между расчетами ступени, выполненными по газодинамическим характеристикам изолированных решеток, и результатами испытаний турбинных ступеней. Определенное значение имеет также влияние перекрыши на влажном паре, до сих пор не изученное, а также возрастание утечек через надбандажные и диафрагменные уплотнения (см. гл. 7). Необходимо также учитывать особенности струк- [c.158]

На наш взгляд, в инженерных расчетах нет необходимости добиваться чрезмерной точности решения обратной задачи. В процессе проектирования, как правило, неизбежна неоднократная корректировка лопаточного аппарата, связанная с требованиями технологичности, прочности и вибрационной надежности. Поэтому для предварительных расчетов даже относительно длинных лопаток последних ступеней паровых турбин заслуживает внимания простейший частный случай обратной задачи с учетом радиальных составляющих скоростей — конический поток [25, 27]. Вместе с тем проектируя ступени, в которых существены радиальные течения, на заключительном этапе целесообразно ставить хорошо разработанную в настоящее время прямую задачу газодинамического расчета для окончательного выбора геометрических характеристик. [c.203]

Влияние радиального зазора над РК необанда-женной ступени на характеристики отсека, В газодинамических расчетах турбин потери энергии, вы- [c.222]

Подобрав облопатывание всех ступеней турбоагрегата и сконструировав его проточную часть, следует проверить качество работы проточной части более точными расчетами, которые лучше всего делать на базе газодинамических основ теории турбин и осевых компрессоров. [c.20]

Следует иметь в виду, что приступая к расчетам какого-либо переменного (нерасчетного) режима всегда надо иметь определенное наличие работающих на этом режиме ступеней — сконструированных, облопаченных и снабженных каждая своими газодинамическими характеристиками, имеющимися в распоряжении проектировщика (расчетчика). [c.28]

В теории ступени необходимо развить метод построения ее характеристики путем иостроения характеристики комбинации решеток (на основе газодинамических характеристик последних) и последовательного наложения на эту характеристику неучтенных в ней внутренних потерь. Поэтому специальной задачей газодинамических основ теории турбин является теоретическое и экспериментальное изучение внутренних потерь в турбинной ступени. На основе такого изучения определяют факторы, в первую очередь влияющие на величину потери, и находят формулу для ее расчета. [c.161]

Хочется обратить внимание на полезность выбора в качестве исходных позиций и термодинамических расчетов установки и газодинамических операций по подбору облопатывания задания осевых скоростей потока в процессе расширения, как это сделано в гл. II. Там такое задание было обосновано и, если бы мы его не приняли в качестве исходного для общего и детального проектирования проточной части, то здесь пришлось бы задаваться степенью реакции в ступенях тоже на основе натурного опыта, но не поддающегося столь надежному обобщению. [c.255]

Решая обратную задачу, т. е. определяя форму лопаточного аппарата ступени, отвечающую заданным условиям течения, приходится, как правило, выполнять большое число вариантных расчетов, необходимых для выбора оптимальных конструктивных решений. Вместе с тем, если рассматривать турбинную ступень умеренной веерности и с небольшим углом меридионального раскрытия проточной части, то в некоторых случаях вполне допустимо пренебречь радиальными составляющими скорости потока и считать поверхности тока цилиндрическими. Тогда математическая и вычислительная части газодинамической задачи резко упрощаются, и решение в важнейших частных случаях оказывается элементарно простым. Первоначально для расчетов закрученных лопаток и были использованы такие простые решения в виде методов закрутки лопаток uA = onst, 1 = onst, p z = onst и т. д., которые не потеряли своего значения до настоящего времени [6, 17, 34 и 37 гл. III]. [c.189]

Выше обсуждались приближенные методы расчета распределения параметров потока в ступени, основанные на пренебрежении радиальными составляющими скоростей. Рассмотрим решения газодинамической задачи, учитывающие нецилиндрич-ность течения в расчетных сечениях. [c.201]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...