Расчёт ступени турбины
1. Критическая скорость истечения газа из сопла первой ступени:
.
2. Скорость истечения газа из соплового аппарата:
Коэффициент скорости 
.
.
3. Окружная и осевая составляющие скорости истечения:
Выбираем 
.
Окружная составляющая:
.
Осевая составляющая:
.
4. Окружная скорость рабочего колеса на среднем диаметре:
Для турбин современных ГТД 
.
Принимаем 
.
5. Проверка правильности выбора величин для получения достаточно высокого КПД ступени.
5.1. Отношение 
:
.
Значение данного отношения лежит в допустимом диапазоне изменения величины 
.
5.2. Коэффициент нагрузки ступени 
:
.
Значение коэффициента нагрузки лежит в допустимом диапазоне изменения величины 
.
5.3. Отношение скоростей 
:
.
Значение данного отношения лежит в допустимом диапазоне изменения величины 
.
6. Относительная скорость движения газа на входе в лопатки:
.
7. Степень реактивности ступени.
В высоконагруженной турбине степень реактивности выбирается невысокой 
, что позволяет получить требуемый угол потока на выходе из турбины. Исходя из этих соображений, принимаем 
.
8. Абсолютная скорость газа на выходе из лопаток рабочего колеса:
.
Полученное значение больше осевой скорости на входе 
, но не выше 350 м/с.
9. Относительная скорость газа на выходе из лопаток рабочего колеса:
.
10. Направление вектора скорости 
:
.
Откуда угол 
.
11. Закрутка потока газа в колесе:
.
12. Окружная составляющая скорости на выходе из рабочего колеса:
13. Направление абсолютной скорости 
:
.
Откуда 
.
14. Осевая составляющая абсолютной скорости:
15. Направление вектора скорости 
:
.
Откуда угол 
.
16. Термодинамические параметры газа перед рабочим колесом:
температура:
;
давление:
;
плотность:
.
17.Средний диаметр колеса:
.
18. Площадь проточной части
.
19. Высота лопатки
.
20. Диаметры колеса:
наружный: 
;
внутренний: 
.
21. Относительный диаметр втулки:
.
22. Хорда лопатки:
.
23. Шаг лопаток на рабочем колесе:
.
24. Ширина рабочего колеса:
Принимаем 
(по прототипу)
.
25. Ширина всей ступени:
Принимаем 
(по прототипу)
.
26. Число лопаток на рабочем колесе ступени
.
Определение размеров на выходе из ТВД.
На выходе из турбины абсолютная скорость 
практически равна осевой составляющей 
и должна быть равна скорости 
.
1. Термодинамические параметры газа за турбиной:
температура:
.
давление:
.
плотность:
.
2. Геометрические параметры проточной части на выходе из рабочего колеса последней ступени турбины.
2.1. Площадь проточной части:
.
2.2. Наружный диаметр:
.
2.3. Внутренний диаметр:
.
3. Высота лопатки на выходе из рабочего колеса:
.
4. Проверка выполнения условия прочности лопаток последней ступени.
.
Данное отношение находится в рекомендованных пределах: 