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第十六章 核心机 理论计算(2/2) _工业心脏 - 逍遥小说网
第十六章 核心机 理论计算(2/2)
使涡轮转子出口处气流的u接近与零,而压气机转子进口气流的u也为零,由能量守恒方程:m=m(m为压气机流量,m为涡轮流量)可得:m(ru)涡轮转子进口=m(ru)压气机转子出口。等式右边由压气机设计参数确定。
由涡轮转子进口速度三角形得:tanα3,rel =(3u-u3)/3r,3r由连续方程确定,转子进口设计攻角为零时,转子进口叶型几何角β3=α3rel 。转子出口4u =0,由转子出口速度三角形得:tanα4,rel =- u4/4r,4r由连续方程确定,α4,rel为负值。
由于转子出口气流角和叶型几何角之间存在着落后角,目前尚无有关该落后角的准确估算方法,若转子叶片数目较多,并且气流在转子通道中的转角也比较小,可以认为落后角为零度,这样转子出口叶型几何角β4即为转子出口相对气流角α4,rel。
涡轮转子的喉道面积是另一个影响流量的重要参数,应该使得气体在喉道处的速度与在涡轮出口处的速度相同,即满足下列关系:叶片数喉道宽度=2πr4cos(α4,rel)。
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转子叶型可以按与压气机相同的方法进行设计,即沿半径负荷Δb不变叶型或圆弧叶型,但是,所要求的喉道面积必须保证,喉道宽度可以从计算出。
海量的计算后,陈东风终于把核心机的理论模型建立起来,包括压气机和涡轮叶片的弯曲角度设计,燃烧室燃烧热值分析,尾喷口动量分析等。
然而这就完成了吗?不,远不够...
这样就要求转子叶片在出口附近可能曲率比较大,准确的喉道面积比叶型角β4更为重要,但是两者都应尽可能地满足各自的设计要求。
涡轮转子叶片的数目可以用与压气机相同的方法在中径处(rmid)估算,由于前缘附近气流容易分离,建议按比估算出的叶片数目多25%进行设计。如果采用大小叶片设计,则小叶片放置在涡轮转子进口部分。
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