1.4 Профилирование рабочих лопаток турбины высокого давления

Исходные данные берутся из подробного газодинамического расчета турбины на среднем радиусе. Профилирование лопаток РК турбины производим с помощью программы OCТ.EXE и GFRТ.EXE.

Программа OCТ.EXE позволяет выбрать закон крутки потока по результатам сравнения изменения параметров потока при различных законах крутки с использованием графического изображения этих параметров. Графическое сопровождение программы позволяет также просмотреть вид треугольников скоростей ступени в пяти сечениях по высоте лопатки.

При выборе закона крутки потока по радиусу, удлинения лопаток, изменения углов атаки, густоты решетки и относительной толщины профилей по высоте лопатки следует руководствоваться рекомендациями, изложенными в литературе [4]. Выбираем закон крутки потока . Исходными данными для расчета параметров газа по высоте лопатки и определения геометрических параметров решеток профилей являются величины, полученные в результате газодинамического расчета турбины на среднем (арифметическом) диаметре при заданной форме проточной части. Результаты расчета занесены в таблицы 1.4 и 1.5.

Таблица 1.4 - Изменение параметров потока по радиусу

Дата 9. 2. 0 NR= 1 KZ= 2 Кг = 1.300 Rг = 290.0

D1ср= .4810 D2ср= .4760 h1 = .0350 h2 = .0400

C1aср=179.00 C2aср=220.00 C1uср=650.00 C2uср= -79.70

alf1с= 15.20 be1ср= 49.50 be2ср= 20.70

alf0 = 90.00 90.00 90.00 90.00 90.00

Л1 = .935 Фи = .944 Пси = .959 Rтс = .420

n =20150.0 T2* = 1320.0

Изменение параметров потока по радиусу

-----------------------------------------------------------

Паpаметp | Сечение по высоте лопатки

| 1(пеp) 2 3(сp) 4 5(вт)

-----------------------------------------------------------

r .2580 .2486 .2393 .2299 .2205

ro 1.000 .9637 .9273 .8910 .8547

U 544.4 524.6 504.8 485.1 465.3

C1u 613.2 632.3 652.8 674.8 698.6

C1a 168.3 173.5 179.0 184.9 191.3

alf1 15.20 15.20 15.20 15.20 15.20

C1 635.9 655.7 676.9 699.7 724.3

be1 67.77 58.17 50.42 44.26 39.36

C2u -66.37 -72.80 -79.85 -87.63 -96.23

W2u 610.8 597.4 584.7 572.7 561.5

C2a 229.8 224.8 220.0 215.5 211.3

be2 20.62 20.62 20.62 20.62 20.62

Л1 .8783 .9057 .9350 .9665 1.000

Rт .4882 .4558 .4200 .3803 .3360

T2w 1467. 1460. 1453. 1447. 1442.

Л2w .9411 .9227 .9050 .8883 .8726

Л1w .2623 .2952 .3364 .3847 .4388

Л2 .3636 .3592 .3558 .3536 .3529

dbe 91.61 101.2 109.0 115.1 120.0

alf2 73.89 72.06 70.05 67.87 65.51

Таблица 1.5 - Профилирование лопатки РК по радиусу

-----------------------------------------------------------

Паpаметp | Сечение по высоте лопатки

| 1(пеp) 2 3(сp) 4 5(вт)

-----------------------------------------------------------

ro 1.000 .9637 .9273 .8910 .8547

b 23.70 23.70 23.70 23.70 23.70

t 19.53 18.82 18.11 17.40 16.69

t/b .8241 .7941 .7641 .7342 .7042

Cm .2100 .2210 .2320 .2380 .2460

xcm .2282 .2414 .2616 .2539 .2459

be1l 71.43 62.88 57.62 52.38 47.72

be2l 20.59 20.58 20.56 20.53 20.51

bey 42.74 46.96 50.16 53.80 57.42

r1 1.200 1.250 1.300 1.400 1.500

r2 .5000 .5000 .5000 .5000 .5000

Число pабочих лопаток - 83. шт.

Графическое изображение решеток профилей и треугольников скоростей по радиусу показано на рисунках 1.9 - 1.14.

Рисунок 1.9 Решетка профилей на радиусе r =1

Рисунок 1.10 Решетка профилей на радиусе r =0,964

Рисунок 1.11 Решетка профилей на радиусе r =0,927

Рисунок 1.12 Решетка профилей на радиусе r =0,891

Рисунок 1.13 Решетка профилей на радиусе r =0,855

Рисунок 1.14 - Треугольники скоростей РК ТВД по высоте лопатки

В этой части работы были получены решетки профилей первой ступени рабочего колеса турбины высокого давления на трех радиусах: втулочном, среднем и периферийном. Полученные параметры удовлетворяют требованиям: W₂>W1, углы >55. Форма межлопаточного канала решеток профилей - конфузорная.

Результатом выполнения расчетно-теоретической части данной работы является термогазодинамический расчет двигателя мощностью N=10390 кВт, согласование параметров компрессора и турбины, расчет осевого компрессора, расчет турбины и построение решеток профилей лопаток рабочего колеса первой ступени турбины.

При расчете турбины окончательно определили размеры проточной части, а также коэффициенты загрузки турбины.

Были построены треугольники скоростей и решетки профилей лопаток первой ступени рабочего колеса турбины в пяти сечениях по высоте лопатки.