Основные технико-экономические показатели турбины.
Турбиной ГТД называют лопаточную машину, в которой происходит отбор энергии от сжатого и нагретого газа и преобразование её в механическую энергию вращения ротора. В зависимости от направления течения газа относительно оси вращения ротора различают осевые (наиболее
широко распространенные) и центростремительные турбины (рис.3.26). Современные газовые турбины состоят из 3 - 6 и более ступеней.
Рис.3.26. Схема осевой и центростремительной ступени турбины
Ступенью турбины называют совокупность неподвижного соплового аппарата (СА) и расположенного за ним рабочего колеса (РК). Показатели ступени турбины распределяются на группы следующим образом:
а) назначения
К показателям назначения турбины относятся:
1. Степень понижения (расширения) давления газа или , определяемая отношением давления заторможенного потока на входе к статическому давлению или полному давлению на выходе из ступени (из рабочего колеса).
Величина (или ) оказывает влияние на мощность турбины и параметры газового потока на её выходе. Чем больше (или ) , тем больше мощность турбины и меньше температура газа на выходе из двигателя.
2. Температура газа перед турбиной . Величина оказывает существенное влияние на облик турбины, поскольку её реализация связана с применением системы охлаждения лопаток. Приближенно можно принять, что при 1220...1270 К - турбина неохлаждаемая (в отдельных случаях сопловой аппарат снабжен системой охлаждения, а рабочие лопатки во всех случаях не имеют системы охлаждения), а при > 1270 К - турбина
охлаждаемая (сопловые и рабочие лопатки имеют систему охлаждения). Соответственно, чем меньше , тем выше ресурс турбины.
Уровень в сочетании с (или ) оказывает влияние на мощность турбины. Чем больше , тем больше мощность турбины.
3. Производительность турбины (расход газа ). Чем больше , тем больше масса и габариты турбины.
б) технической эффективности
К показателям эффективности турбины относят:
1. Мощностной КПД , определяемый отношением разности энтальпий в действительном процессе расширения газа к таковой при адиабатном расширении:
2. Адиабатический КПД , который находится по формуле:
3. Адиабатический КПД по действительным параметрам:
Уровень имеет большое значение для турбины турбовинтовых, вертолетных и вспомогательных ГТД (где кинетическая энергия
выхлопных газов практически не используется). Чем больше , тем экономичнее эти двигатели.
Уровень важен для турбины турбореактивных и двухконтурных турбореактивных двигателей, поскольку его величина оказывает влияние на
мощность привода компрессора и вспомогательных агрегатов в этих двигателях.
Уровень показывает на гидравлическое совершенство отдельной ступени и всей турбины в целом.
4. Отношение (или ), где скорость истечения газа из соплового аппарата; скорость, соответствующая адиабатному расширению газа от полного давления на входе до статического давления
за рабочим колесом ; и - окружная скорость на среднем диаметре турбины.
Величина оказывает влияние на форму лопаток. При =0.4…0.5 рабочие лопатки оказываются более изогнутыми и нетехнологичными в производстве. Такие ступени называют активнымии применяют в малоразмерных ГТД. Для современных турбин =0.6…0.7, причем, чем больше , тем больше окружная скорость вращения турбины и больше её нагруженность.
Дата добавления: 2020-02-05; просмотров: 626;