Расчет и графическое представление результатов расчета проводятся на ЭВМ с помощью подпрограмм GDRGT и GFT.
В качестве исходных данных для расчета используются значения параметров, полученные в тепловом расчете и при формировании облика двигателя. Остальные параметры выбираются.
Для расчета необходимы такие исходные данные:
- расход газа, 
.
температура за камерой сгорания, К.
- полное давление за камерой сгорания, Па.
- температура охлаждающего воздуха, К.
относительный радиальный зазор в горячем состоянии.
отношение скорости воздуха на выходе из отверстий к средней скорости газа в этом же сечении.
отношение средней скорости газа в сечении выпуска охлаждающего воздуха к скорости газа за решеткой.
- относительная высота щели выпуска охлаждающего воздуха.
относительная толщина выходной кромки лопатки.
относительная толщина выходной кромки охлаждаемой лопатки.
мощность каждой ступени турбины, Вт.
- частота вращения рабочего колеса ступени, 
.
- термодинамическая степень реактивности каждой ступени.
- средний диаметр лопаток соплового аппарата на выходе, 
.
- средний диаметр лопаток рабочего колеса на выходе, 
.
- высота лопатки СА на выходе, .
высота лопатки РК на выходе, 
.
относительная толщина профиля лопатки СА на среднем диаметре.
относительная толщина профиля лопатки РК на среднем диаметре.
относительный расход охлаждающего воздуха через отверстия в области входной части профиля лопатки СА.
относительный расход воздуха через щели в области выходной кромки лопатки СА.
относительный расход воздуха через щели в области выходной кромки лопатки РК.
где 
радиальный зазор в горячем состоянии. 
для рабочих венцов с бандажными полками. Т.к. рабочие венцы всех РК имеют бандажные полки, то 
.
. Принимаем равным 0,6.
. Принимаем равным 0,75.
где 
высота щели;
высота перемычки, 
. Принимаем 
где 
диаметр выходной кромки лопатки;
“горло" межлопаточного канала.
Принимаем 
Принимаем 
В процессе расчета на ЭВМ мощность ТВВ перераспределяем по ступеням так, чтобы получить значения угла потока в абсолютном движении на выходе из последней ступени 
.
Частоты вращения определены при газодинамическом расчете компрессора:
Термодинамическая степень реактивности для первой ступени многоступенчатой турбины принята 
.
Геометрические параметры (средние диаметры лопаток и их высоты) определяем по схеме двигателя, которая представлена (в уменьшенном формате) в разделе согласования компрессоров и турбин, а так же с учитываем форму проточной части прототипа.
Для неохлаждаемых лопаточных венцов:
Для охлаждаемых лопаточных венцов эти величины выбирают большими в зависимости от способа охлаждения и количества охлаждающего воздуха:
Относительный расход охлаждающего воздуха через отверстия в области входной части профиля лопатки СА, через щели в области выходной кромки лопатки СА и РК корректируем в зависимости от температур лопаток СА и РК.
Находим исходные данные для расчета турбины:
Расчет массового расхода газа через турбину:
где 
;
Для уменьшения количества воздуха отбираемого на охлаждение лопаток турбины, он предварительно охлаждается, и таким образом количество охлаждающего воздуха уменьшается в 2 раза.
Расчет мощностей ступеней турбин:
Так как турбина вентилятора имеет четыре ступени то:
Таблица 5.1 Исходные данные
Таблица 5.2 Результаты расчета
В результате газодинамического расчета на ЭВМ получены параметры, которые соответствуют требованиям, предъявляемым при проектировании осевой турбины. Спроектированная турбина на расчетном режиме работы обеспечивает допустимые углы натекания потока на рабочее колесо первой ступени 
град, приемлемый угол выхода из последней ступени турбины 
град. Характерное изменение основных параметров ( 
, 
и 
, 
и 
) вдоль проточной части соответствует типовому характеру для газовых осевых турбин. Степень реактивности ступеней турбины во втулочных сечениях имеет положительные значения.
Далее представлены графики изменения параметров по ступеням ( 
, 
, 
, 
, 
, и 
, и 
, 
и ).
Рисунок 5.1 Распределение , , , и 
по ступеням турбины.
Рисунок 5.2 Распределение 
и , 
и , 
и 
по ступеням турбины.
Рисунок 5.3 Схема проточной части турбины.
Рисунок 5.4 План скоростей турбины для ступени №1 на среднем радиусе
Рисунок 5.5 План скоростей турбины для ступени №2 на среднем радиусе
Рисунок 5.6 План скоростей турбины для ступени №3 на среднем радиусе
Рисунок 5.7 План скоростей турбины для ступени №4 на среднем радиусе
Рисунок 5.8 План скоростей турбины для ступени №5 на среднем радиусе
Рисунок 5.9 План скоростей турбины для ступени №5 на среднем радиусе
Дата: 2019-07-30, просмотров: 196.
