Курсовая работа: Расчёт ЦВД турбины Т-100/120–130

Окружная скорость вращения регулирующей ступени:

u=p´d_ср ´n;

Принимаем средний диаметр регулирующей ступени d_ср =0,95 м.

u=3,14´0,95´50=149 м/с.

Отношение скоростей u/c_ф =149/775=0,19.

Полученное отношение скоростей в регулирующей ступени существенно ниже оптимального (u/cф)_опт =0,29¸0,275, но увеличение его при принятом теплоперепаде возможно только за счёт большего диаметра, что недопустимо по размерам поковки ротора.

Располагаемые теплоперепады в решетках ступени определены по принятым значениям степени реактивности в рабочей решётке первого ряда, направляющей и рабочей решётке второго ряда соответственно: r=0,02, r_н =0,04 и r`=0,04:

H_{0 c} =(1-r-r_н -r`)´H₀ =(1–0,02–0,04–0,04)´300=270,0 кДж/кг;

H_0р =r´H₀ =0,02´300=6,0 кДж/кг;

H_0н =r_н ´H₀ =0,04´300=12,0 кДж/кг;

H`<sub>0р</sub> =r`´H₀ =0,04 ´300=12,0 кДж/кг.

По этим теплоперепадам с помощью hs-диаграммы определены давления: за сопловой решеткой p₁ =5,60 МПа; за рабочей решёткой первого ряда p₂ =5,50 МПа; за направляющей решёткой p`₁ =5,27 МПа; за рабочей решёткой второго ряда p₂ =5,05 МПа.

Теоретическая скорость на выходе из сопловой решетки:

Удельный объём за сопловой решёткой из hs-диаграммы v_{1 t} =0,0522 м³ /кг.

Число Маха:

Так как режим течения в сопловой решетке околозвуковой, проходная площадь её горловых сечений:

Принимаем угол выхода потока из сопловой решетки a1=12°. По этому углу и числу M1t=0,98 из атласа профилей выбираем профиль сопловой решетки С-90–12Б, рассчитанный на околозвуковые скорости M_{1 t} =0,85¸1,15. Далее определяем произведение el₁ :

и оцениваем оптимальную степень парциальности:

Высота сопловых лопаток:

Хорда профиля сопловой решетки выбрана по условиям прочности: b1=60 мм. Тогда число сопловых каналов:

где относительный шаг `t принят близким к оптимальному: по характеристикам решетки С-90–12Б из атласа профилей `t=0,880. По `t и a1»a1э, также с помощью атласа находится угол установки профиля в решетке: aу=32°30¢.

Коэффициент скорости сопловой решетки определяется по обобщённым кривым: j=0,965. Уточнение значения коэффициента скорости при необходимости можно произвести с помощью атласа профилей по коэффициентам потерь энергии профиля С-90–12Б.