Расчёт закрутки потока для последней ступени ЦВД турбины

Проводится расчёт закрутки потока для последней ступени ЦНД турбины. Принят закон закрутки . Исходными данными для расчёта закрутки потока являются результаты расчёта ступени по среднему диаметру, выполненные ранее. Эти результаты представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Результаты расчёта ступени по среднему диаметру

№ п/п	Параметр	Обозначение	Размерность	Значение
1	Средний радиус НЛ		м	0.5815
2	Окружная скорость в сечении за НЛ		м/с	182.7
3	Угол выхода потока из НА в абсолютном движении		град	15.01
4	Абсолютная скорость в сечении за НЛ		м/с	322.9
5	Осевая составляющая абсолютной скорости в сечении за НЛ		м/с	83.63
6	Окружная составляющая абсолютной скорости в сечении за НЛ		м/с	311.88
7	Средний радиус РЛ		м	0.584
8	Окружная скорость в сечении за РЛ		м/с	183.6
9	Угол выхода потока из РК в абсолютном движении		град	90
10	Абсолютная скорость в сечении за РЛ		м/с	83.2
11	Угол выхода потока из РК в относительном движении		град	24.39

Далее проводится расчёт закрутки потока по выбранному закону закрутки. Все расчёты сведены в таблицу (Таблица 5.2). Расчёт проводится для ступени с параметрами:

l₁ = 0,169 м – высота НЛ;

l₂ = 0,175 м – высота РЛ;

0,497 м – корневой радиус ступени.

Частота вращения ротора 50 Гц.

Таблица 5.2

Расчёт закрутки потока по закону (n=0,54)

№ п/п	Параметр и формула	Размерность	Сечение
			корень	1/4·l	среднее	3/4·l	Периф.
1		м	0.4970	0.5393	0.5815	0.6238	0.6660
2		м/с	156.06	169.32	182.59	195.86	209.12
3		град	15.01	15.01	15.01	15.01	15.01
4		м/с	351.3	336.2	322.9	311.0	300.3
5		м/с	90.985	87.08	83.6271	80.546	77.7755
6		м/с	339.324	324.76	311.883	300.39	290.06
7	,	град	26.4099	29.343	33.1002	38.01	44.562
8		м/с	183.21	154.902	128.28	103.051	78.975
9		м/с	90.985	87.08	83.6271	80.546	77.7755
10		м/с	204.557	177.7	153.134	130.8	110.84
11		м	0.4970	0.5408	0.5845	0.6283	0.6720
12		м/с	156.06	169.80	183.53	197.27	211.01
13		м/с	79.0	82.3	83.2	82.5	80.8
14		м/с	83.6601	83.246	83.2	83.169	82.9916
15	,	град	109.167	98.537	90	82.935	76.9167
16		м/с	79.0	82.3	83.2	82.5	80.8
17	,	град	23.2892	24.313	24.3781	23.803	22.8006
18		м/с	199.868	199.95	201.572	204.51	208.599

На основании выполненного расчёта закрутки потока строятся треугольники скоростей и профили рабочей лопатки по пяти рассмотренным сечениям (см. Рис 5.1 – 5.6).

Профилирование рабочей лопатки начнем с корневого сечения. Далее находим угол установки профиля, который при r т>0.15 принимается равным углу наклона среднегеометрической скорости Wc, т.е. b у = b m. В противном случае угол установки профиля вычисляется по формуле:

.

Задаваясь оптимальным шагом на среднем диаметре, вычисляем значения шагов t`2 и t2 для всех пяти сечений по высоте РЛ.

Радиусы скругления входной и выходной кромок профиля выбираем из условий:

rвх=(0,025..0,040)·b2;

rвых=(0,015..0,020)·b2.

Рис. 5.1 Корневое сечение РЛ

Рис. 5.2 Сечение ¼ l от корня РЛ

Рис. 5.3 Среднее сечение РЛ

Рис. 5.4 Сечение ¾ l от корня РЛ

Рис. 5.5 Периферийное сечение РЛ

После построения профилей рабочей лопатки определяются их основные массоцентровые характеристики: площади, моменты инерции, положение центров тяжести. Следующим этапом является расчёт прочности элементов ЦВД.