Расширение Пунгинской ПХГ подземного хранилища газа (стр. 3 из 8)
2.2 Газодинамический расчет ступеней по среднему диаметру
Распределив теплоперепад и задав кинематические параметры, можно произвести газодинамический расчет по среднему диаметру, результаты которого сведены в табл.2.3
Таблица 2.3. Результаты газодинамического расчета по среднему диаметру
| Наименование величины | Формула | Обозн | Разм. | ступеньТВД | ступеньТHД |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Адиабатический теплоперепад ступени | найден | hстад | кДж/кг | 189,4 | 125,8 |
| Полная температура за ступенью |  | Т2* | К | 919,4 | 819,7 |
| Полное давление за ступенью |  | Р2* | Па | 217929 | 131826 |
| Осевая составляющая скорости за РЛ | задаемся | С2а | м/с | 183,6 | 171,0 |
| Статическая температура за РЛ |  | Т2 | К | 904,9 | 807,1 |
| Статическое давление за РЛ |  | Р2 | Па | 202602 | 123180 |
| Удельный объем РЛ |  | V2 | м3/кг | 1,286 | 1,887 |
| Ометаемая площадь на выходе из РЛ |  | F2а | м2 | 0,574 | 0,914 |
| Высота РЛ |  | lр | м | 0,153 | 0,244 |
| Веерность ступени |  | Dl | - | 7,794 | 4,897 |
| Окружная скорость на среднем диаметре РЛ |  | U2 | м/с | 329,8 | 300,0 |
| Адиабатический теплоперепад в соплах |  | hсад | кДж/кг | 123,1 | 64,8 |
| Степень реактивности на среднем диаметре | принимаем | cp | - | 0,350 | 0,485 |
| Скорость газа на выходе из сопел |  | С1 | м/с | 486,3 | 352,7 |
| Угол выхода потока из сопел | Принимаем | 1 | град | 17,40 | 22,44 |
| Осевая составляющая скорости за СА |  | C1а | м/с | 145,4 | 134,6 |
| Статическая температура за СА |  | Т1 | К | 961,1 | 865,8 |
| Статическое давление за СА |  | Р1 | Па | 277574 | 169384 |
| Удельный объем за СА |  | V1 | м3/кг | 0,997 | 1,472 |
| Ометаемая площадь на выходе из СА |  | F1а | м2 | 0,554 | 0,906 |
| Высота сопловой лопатки |  | lc | м | 0,148 | 0,242 |
| Окружная скорость на среднем диаметре СА |  | U1 | м/с | 328,5 | 299,6 |
| Коэффициент расхода для СА |  | C1а- | - | 0,443 | 0,449 |
| Окружная проекция абсолютной скорости |  | С1u | м/с | 464,0 | 326,0 |
| Окружная проекция относительной скорости |  | W1u | м/с | 135,5 | 26,4 |
| Угол входа потока на РЛ |  | 1 | град | 47,02 | 78,89 |
| Скорость выхода потока на РЛ |  | W1 | м/с | 198,8 | 137,2 |
| Скорость выхода потока из РЛ |  | W2 | м/с | 394,1 | 356,5 |
| Угол выхода потока из РЛ |  | 2 | град | 27,77 | 28,67 |
| Окружная проекция относительной скорости |  | W2U | м/с | 348,7 | 312,8 |
| Окружная проекция абсолютной скорости |  | C2U | м/с | 18,86 | 12,76 |
| Угол выхода потока за РЛ |  | 2 | град | 84,1 | 85,7 |
| Скорость выхода потока |  | C2 | м/с | 184,6 | 171,5 |
| Скорость звука в потоке за РЛ |  | a2 | м/с | 588,7 | 556,0 |
| Число Маха за РЛ |  | MС2 | - | 0,314 | 0,308 |
| Скорость звука на выходе из СА |  | a1 | м/с | 606,8 | 575,9 |
| Число Маха на выходе из СА |  | MС1 | - | 0,801 | 0,612 |
| Температура заторможенного потока на РЛ |  | T1W* | К | 978,2 | 873,9 |
| Ширина РЛ на среднем диаметре |  | Bpcp | м | 0,046 | 0,073 |
| Передний осевой зазор |  | S1 | м | 0,016 | 0,026 |
| Ширина сопел на среднем диаметре |  | BCcp | м | 0,051 | 0,080 |
| Задний осевой зазор |  | S2 | м | 0,024 | 0,038 |
2.3 Выбор и расчет закона закрутки для каждой из ступеней
Выполненный расчет ступеней по среднему диаметру определяет требования к геометрии лопаток только в одном сечении - среднем. У корня и на периферии условия обтекания будут отличаться. Поэтому производим расчет ступени с учетом закрутки. Лопаточные аппараты профилируются так, чтобы обеспечить радиальное равновесие потока в межвенцовых зазорах. За счет безударного обтекания рабочих лопаток и предупреждения побочных течений газа в ступени экономичность ступени повышается. Закрутка приводит к увеличению степени реактивности ступени от корневого сечения к периферии.
Для обеих ступеней принимаем закон постоянства осевой составляющей скорости выхода газа из сопел, то есть C1a (r) = const. Результаты расчетов закрутки в трех сечениях для ступени ТВД сведены в табл.2.4
Изменение основных параметров потока по высоте лопатки ступени ТВД и ТНД представлены на рис.2.1., 2.2., 2.3., 2.4., 2.5., 2.6 .
Таблица 2.4. Результаты расчета закрутки лопаток ТВД
| Наименованиевеличины | Формула | Обозн | Разм. | Сечение | ||
| корн. | средн. | периф. | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Относительныйрадиус |  | r | - | 0,872 | 1,000 | 1,128 |
| Угол выхода потока из сопел |  | 1 | град | 15,28 | 17,40 | 19,47 |
| Осевая составляющая скорости за СА |  | C1а | м/с | 145,4 | 145,4 | 145,4 |
| Окружная проекция абсолютной скорости |  | C1U | м/с | 532,3 | 464,0 | 411,3 |
| Скорость газа навыходе из сопел |  | C1 | м/с | 551,8 | 486,3 | 436,2 |
| Осевая составляющая скорости за РЛ |  | C2а | м/с | 183,6 | 183,6 | 183,6 |
| Окружная скорость |  | U1 | м/с | 286,4 | 328,5 | 370,7 |
| Адиабатический теплоперепад на соплах |  | hcад | кДж/кг | 158,5 | 123,1 | 99,1 |
| Термодинамическая степень реактивности |  | т | - | 0,163 | 0,350 | 0,477 |
| Угол входа потокана РЛ |  | 1 | град | 30,59 | 47,02 | 74,41 |
| Скорость входапотока на РЛ |  | W1 | м/с | 285,7 | 198,8 | 151,0 |
| Скорость выходапотока из РЛ |  | W2 | м/с | 359,7 | 394,1 | 428,5 |
| Угол выхода потока из РЛ | | 2 | град | 30,70 | 27,77 | 25,37 |
| Окружная проекция относительной скорости | | W2U | м/с | 309,3 | 348,7 | 387,2 |
| Окружная проекция абсолютной скорости | | C2U | м/с | -20,54 | 18,86 | 57,35 |
| Угол выхода потока за РЛ |  | 2 | град | 96,38 | 84,13 | 72,66 |
| Кинематическаястепень реактивности |  | кин | - | 0,035 | 0,323 | 0,523 |
| Удельная работана ободе |  | hU | кДж/кг | 146,6 | 158,7 | 173,7 |
| Скорость выходапотока (абсолютная) |  | C2 | м/с | 184,8 | 184,6 | 192,4 |
| Статическая температура за СА |  | T1 | К | 931,8 | 961,1 | 981,0 |
| Статическоедавление за СА |  | P1 | МПа | 243739 | 277574 | 302496 |
| Температура заторможенного потока на РЛ |  | T1W* | К | 967,0 | 978,2 | 990,8 |
| Скорость звукана выходе из СА | |  | м/с | 597,4 | 606,8 | 613,0 |
| Число Маха навыходе из СА |  |  | - | 0,924 | 0,801 | 0,712 |
| Скорость звукана входе в РЛ | | | м/с | 597,4 | 606,8 | 613,0 |
| Число Маха навходе в РЛ |  |  | - | 0,478 | 0,328 | 0,246 |
Результаты расчетов закрутки в трех сечениях для ступени ТНД сведены в таблицу 2.5.