Михальцев, В.Д. Моляков ТЕОРИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ Часть 2 Теория и проектирование многоступенчатой газовой турбины Под редакцией М.И. Осипова Рекомендовано редсоветом МГТУ им. <...> Газовые турбины» М о с к в а Издательство МГТУ им. <...> Первая часть пособия «Теория и проектирование ступени газовой турбины» выпущена в 2006 г. Издательством МГТУ им. <...> Рассмотрены определение потерь в каналах проточной части, расчет и проектирование радиальных турбин, охлаждаемых турбин, а также расчет переменного режима и характеристики турбин. <...> Первая часть учебного пособия «Теория и проектирование ступени газовой турбины» выпущена в 2006 г. Издательством МГТУ им. <...> ПОТЕРИ В КАНАЛАХ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ При расчете проточной части турбины обычно пользуются суммарными коэффициентами потерь ϕ и ψ, которые представляют собой отношение действительной скорости истечения к идеальной. <...> Известны некоторые зависимости этих коэффициентов от формы и размеров проточной части и профилей лопаток, а также от режима работы решеток. <...> Потери можно разделить на потери от трения, кромочные (которые входят в профильные потери), вторичные, от перетекания в радиальном зазоре (составляющие часть концевых потерь), от смешения потоков с различными параметрами, а также от охлаждения. <...> Все потери в проточной части приводят к уменьшению мощности турбины, которая снижается также в результате трения ротора о газ, потерь в парциальной турбине и механических. <...> Потери в проточной части турбины зависят либо от параметров потока в исследуемой решетке (от трения, вторичные, кромочные, от охлаждения), либо от формы проточной части и параметров потока перед исследуемой решеткой и за ней (в радиальном зазоре и от смешения). <...> Процесс истечения из сопла без радиального зазора характеризуется коэффициентом сζ , определяемым как отношение потери кинетической энергии к кинетической энергии при идеальном истечении: ζ==−ϕ2 2 с сс с 1ад откуда коэффициент скорости <...>
_Теория_и_проектирование_газовой_турбины._Часть_2._«Теория_и_проектирование_многоступенчатой_газовой_турбины».pdf
УДК 621.438
ББК 31.363
М69
Рецензенты: Н.И. Троицкий, Н.Д. Чайнов
М69
Михальцев В.Е., Моляков В.Д.
Теория и проектирование газовой турбины: Учеб. пособие
по курсу «Лопаточные машины газотурбинных и комбинированных
установок. Газовые турбины». – Ч. 2: Теория и
проектирование многоступенчатой газовой турбины / Под
ред. М.И. Осипова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,
2008. – 116 с.: ил.
ISBN 978-5-7038-3124-3
Рассмотрены физические процессы, теория и проектирование многоступенчатых
газовых турбин газотурбинных двигателей и газотурбинных
установок энергетического, транспортного и авиационного назначения, методы
выбора их основных параметров и газодинамического расчета.
Настоящее учебное пособие является второй частью полного издания
учебного пособия по теории и проектированию газовых турбин. Первая
часть пособия «Теория и проектирование ступени газовой турбины» выпущена
в 2006 г. Издательством МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Для студентов старших курсов специальностей «Газотурбинные, паротурбинные
установки и двигатели» и «Нетрадиционные и возобновляемые
источники энергии». Пособие может оказаться полезным для преподавателей,
слушателей ИПК и специалистов, работающих в области создания
ГТД, ГТУ и комбинированных установок.
УДК 621.438
ББК 31.363
ISBN 978-5-7038-3124-3
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ......................................................................................... 3
1. ПОТЕРИ В КАНАЛАХ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ.................................. 4
2. РАДИАЛЬНЫЕ ТУРБИНЫ .................................................................. 15
2.1. Особенности расчета радиальных турбин...................................... 15
2.2. Работа и КПД на окружности колеса радиальной турбины.
Последовательность расчета центростремительной турбины....... 22
3. МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ ТУРБИНА................................................... 34
3.1. Турбины со ступенями скорости..................................................... 35
3.2. Турбины со ступенями давления .................................................... 39
3.3. Расчет диффузора ............................................................................. 55
3.4. Предварительный учет влияния охлаждения турбины................. 58
3.5. Метод проектирования турбин на различных рабочих телах ...... 71
4. ЛАБИРИНТНЫЕ УПЛОТНЕНИЯ........................................................ 73
5. ОСЕВОЕ УСИЛИЕ, ДЕЙСТВУЮЩЕЕ НА РОТОР ТУРБИНЫ....... 76
6. ПЕРЕМЕННЫЙ РЕЖИМ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ТУРБИНЫ......... 79
6.1. Истечение из сопл на переменном режиме.................................... 79
6.2. Влияние внешних параметров на мощность турбины .................. 86
6.3. Порядок расчета параметров турбины на переменном режиме... 97
6.4. Виды характеристик......................................................................... 101
6.5. Влияние отклонений от условий подобия на характеристики ..... 107
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .......................................................................... 112
115
Стр.115