Розрахунок турбінного колеса. Схема робочого колеса турбіни гідротрансформатора зображена на рис

Схема робочого колеса турбіни гідротрансформатора зображена на рис. 11.8.

Діаметр колеса D_1Т, мм, і ширина каналів на вході в турбіну b_1Т, мм, визначаються за вхідними розмірами насосного колеса:

Рисунок 11.8 – Схема робочого колеса турбіни

 

Попередній кут нахилу лопатей на вході в турбінне колесо при розрахунковому значенні передавального колеса визначається з умови, що:

, ,

тобто:

Товщину лопатей на вході в турбінне колесо S_1Т і виході з нього S_2Т приймають з рівняння міцності і прийнятої технології їх виготовлення.

Число лопатей визначають за величинами відносного кроку і відносної хорди за формулою:

,

Значення і приймають в залежності від типу гідротрансформатора за довідковими даними.

Меридіальна швидкість при вході рідини на лопаті турбінного колеса з врахування стиснення каналу тілом лопатей визначається з рівняння рівності витрат перед колесом і на вході в колесо:

,

Звідси:

де – коефіцієнт стиснення каналу тілом лопатей на вході в турбінне колесо.

.

Так як , то:

де – коефіцієнт швидкості на вході в турбінне колесо.

Уточнений кут лопатей на вході:

.

Конструктивний кут входу в турбінне колесо:

,

де – поправка, що враховує відхилення потоку від напрямку вихідної кромки лопаті внаслідок зворотного циркулятивного руху рідини в між лопатевих каналах та впливу взаємного обертання коліс, =2 …4⁰.

Розрахунковий кут лопатей на виході визначається з допомогою рівняння моментів на колесах гідротрансформатора:

Підставляючи сюди значення М_Т і М_н отримаємо:

Розв’язавши це рівняння відносно , знайдемо:

(11.27)

Невідомими в цьому рівнянні є значення . Воно визначається із співвідношення , яке приймається за довідковими даними.

Визначивши значення можна знайти колову швидкість на виході з турбінного колеса при розрахунковій частоті його обертання , .

,

(11.28)

Прийнявши меридіальну швидкість на виході з турбіни і визначивши відповідно за формулами (11.27) і (11.28) значення і , знаходять кут лопатей на виході із турбінного колеса побудовою трикутника швидкостей (рис. 11.9) або за формулою:

,

 

 

а – вхід

б – вихід

Рисунок 11.9 – Трикутники швидкостей на вході в турбінне колесо і на виході з нього

 

Для визначення ширини каналів приймають, що меридіальна швидкість при русі рідини вздовж каналів не змінюється, тобто .

Склавши рівняння витрати і розв’язавши його відносно , отримаємо:

,

(11.29)

Меридіальна швидкість за турбінним колесом визначається з рівності витрат на виході із турбінного колеса і за ним:

.

Звідси:

де – коефіцієнт стисненя каналів на виході із турбіни:

.

Так як , то ,

де – коефіцієнт швидкості за турбінним колесом:

.