Проектировочный расчет двухступенчатой осевой газовой турбины
Введение
Целью расчета в качестве примера является газодинамическое проектирование турбины газогенератора двигателя наземной установки мощностью 16 МВт.При заданной температуре на входе К желательно больший перепад сработать на первой ступени. Это позволит значительно снизить температуру на входе в следующую ступень, что, позволит сделать их неохлаждаемыми и повысить их КПД.Обычно, в одной ступени турбины можно сработать теплоперепад 200…300 кДж/кг. По заданию, срабатываемый теплоперепад составляет Lт=477,3 кДж/кг. Поэтому, предполагается, что в проектируемой турбине данный теплоперепад будет срабатываться в двух ступенях.Предполагаемая степень реактивности ступени на среднем диаметре для первых ступеней турбин обычно составляет [2]. На последующих ступенях увеличивается до значений [2].
СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, ИНДЕКСОВ И СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ОСНОВЫ УСТРОЙСТВА ГАЗОВЫХ ТУРБИН
1 Назначение и принцип действия
2 Виды газовых турбин и их применение
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОММЕДАЦИИ ДЛЯ РАСЧЕТА ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ ПО ВЫБРАННОЙ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ
1 Исходные данные для расчета
2 Предварительный расчет турбины
3 Расчет ступени охлаждаемой газовой турбины по среднему диаметру для выбранной проточной части
4 Определение среднестатистических геометрических параметров.
5 Расчет среднестатистического значения потерь.
6 Расчет кинематических параметров потока по высоте рабочей лопатки 2 ступени.
7 Определение геометрических параметров
8 Расчет мощности спроектированной турбины
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ДЛЯ ГПА-16 «УРАЛ»
1 Исходные данные для расчета
2 Предварительный расчет турбины
3 Расчет ступени газовой турбины по среднему диаметру
4 Расчет среднестатистического значения потерь
5 Результаты расчёта при оптимальных степенях реактивности
6 Расчет кинематических параметров потока по высоте рабочей лопатки 2 ступени.
7 Определение геометрических параметров
8 Расчет мощности спроектированной турбины
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Абианц В.Х. Атлас экспериментальных характеристик плоских турбинных решеток. / В.Х Абианц, В.Д. Венедиктов и др. - Москва, ЦИАМ, 1976. – 189 с. ДСП
Белоусов А.Н. Проектный газодинамический расчет основных параметров авиационных лопаточных машин / А.Н. Белоусов и др.– Самара: Самар. гос. аэрокосм. ун-т, 2006. – 316 с.
Гуревич З.Р. Расчет основных параметров турбокомпрессоров авиационных газотурбинных двигателей: учебно-методическое пособие / З.Р. Гуревич
Комаров О.В. Тепловые и газодинамические расчеты газотурбинных установок: учебно-методическое пособие / сост. О.В.Комаров. – Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2018. – 129с.
Лухтура Ф.И. Таблицы газодинамических функций: справочное пособие / Ф.И. Лихтура – Мариуполь, Изд-во ПГТУ 2007. – 152 с.
Матюнин В.П. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок. Расчет и проектирование высокотемпературного наземного турбовального двигателя: учебное пособие /В.П.Матюнин, –Пермь, Изд-во ПНИПУ 2021.
Матюнин В.П. Турбомашины авиационных двигателей. Расчет и проектирование многоступенчатой охлаждаемой газовой турбины по выбранной проточной части: учебное пособие /В.П.Матюнин, –Пермь, Изд-во Перм. гос. техн. ун-та. 2005. - 35 с.
Матюнин В.П. Турбомашины авиационных двигателей. Турбомашины газотурбинных установок. Расчет и проектирование газовых турбин: метод. указания к выполнению курсовых работ и дипломных проектов: метод. указания /В.П. Матюнин. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2009. – 42 с.
Ронзин В.Д. Методические указания по расчету многоступенчатой турбины при курсовом и дипломном проектировании: метод. указания / В.Д.Ронзин., Э.Л. Генкин – Пермь: Изд-во Перм, гос, техн, ин-та, 1981. - 44 с.
Конструктивно турбины различаются по направлению течения газа - осевые и радиальные.В ГТД, за редким исключением, применяются осевые турбины. Газ в осевой турбине движется по проточной части параллельно оси вращения ротора. В радиальной турбине газ движется не только в осевом направлении (что необходимо для обеспечения расхода газа через турбину), но и в радиальном направлении – перпендикулярно оси вращения ротора турбины.Радиальные турбины могут быть в свою очередь, центростремительными (газ движется к центру ступени) и центробежными (газ движется от центра ступени).Центробежные турбины встречаются очень редко, поэтому на практике радиальными турбинами называют центростремительные радиальные турбины.Центростремительные радиальные турбины применяются, в основном, для малых объемных расходов газа. Это турбонасосы, турбостартеры, электрогенераторы мощностью 30…250 кВт.Основные преимущества радиальной турбины – отсутствие СА, малые габариты, простота, малая масса.Недостатками радиальной турбины являются – ограниченность степени расширения (количество ступеней ограниченно одной), ограничение температуры газа из-за трудностей охлаждения больших поверхностей и сложных геометрических форм.