2. Подробный расчет ступеней турбины с противодавлением

1. . Расчет регулирующей ступени

Задачей расчета является определение геометрических размеров ступени, определение КПД и мощности. А также выбор профилей сопл и рабочих лопаток

Из ориентировочного расчета неизменными остаются величины:

• Располагаемый тепловой перепад регулирующей ступени кДж/кг

• Диаметр регулирующей ступени м

• Отношение скоростей

• Степень реакции регулирующей ступени =0,08

1. Расчет сопл регулирующей ступени

Режим истечения докритический

Теоретическая скорость истечения из сопл

м/с

Площадь выходного сечения сопл

_1t=0,01698 м³/кг ; коэффициент расхода₁=0,97

м²

Произведение степени парциальности на высоту сопловой решетки

мм

Высота сопловой решетки

мм

2. Выбор профиля сопловой лопатки

Число Маха

k=1,3

Тип А, дозвуковая.

По _1э=12и М_1t=0,61 по каталогу профилей выбираем профильС-90-12А

Относительный шаг — t= 0,8

Угол установки — _у= 33

Ширина решетки —

Хорда профиля — b₁=62,5 мм

Шаг решетки — t₁=b₁t=62,50,8=50 мм

Число сопловых лопаток

шт

Уточняем шаг решетки

мм

Уточняем относительный шаг решетки

Уточняем угол установки

Поt₁=0,81 и_1э=13по атласу определяем_у=32,28

Выходная ширина сопловых каналов

мм

3. . Определение потерь сопловой решетки

Из атласа профилей:

ξ’_пр =0,019; ξ’_кон=0,019;k^прα₁=1,1

Тепловая потеря в сопловой решетке

кДж/кг

Скоростной коэффициент

Действительная скорость истечения из сопл

м/с

4. . Одновенечная ступень

К определению выходного угла лопаток рабочего венца

 ₁= 22,75

м/с

м/с

кДж/кг

Точка dР^рс₂=17,84МПа,h^рс₁=h₀-h₀₁^pc+h₁-h₀₁=3350,9-73,6+4,78-6,4=3275,68кДж/кг →v_2t=0,017 м³/кг,t_1t=501,22⁰C,s_1t=6,2335 кДж/кг∙К

Выбор профиля рабочих лопаток

Число Маха

Типа А, дозвуковая.

Профиль рабочих лопаток — Р-26-17А

Относительный шаг — t= 0,7

Угол установки — _у= 80

Хорда профиля — b₂= 25,7 мм

Шаг решетки — t₁=b₂t=25,70,7=17,99 мм

Число рабочих лопаток

шт

Уточняем шаг решетки

мм

Уточняем относительный шаг решетки

Уточняем угол установки

Поt₁=0,7 и_2э=19по атласу определяем_у=80

Выходная величина рабочей решетки

μ=0,94

Потери в лопатках венца:

Из атласа профилей

ξ’_пр =0,057; ξ’_кон=0,069;k^пр_Δβ=1,15, Δβ=180⁰-(β₁^расч+β_2э)=180⁰-(22,75⁰+19⁰)=138,25⁰

Действительная скорость

м/с

Потеря энергии в рабочих лопатках

кДж/кг

 ₂= 53,25

β_2Э=19⁰

Относительный лопаточный КПД

Где потери тепла с выходной скоростью: кДж/кг

5. . Определение внутреннего относительного КПД

Потери на трение и вентиляцию

кВт

Тепловая потеря на трение и вентиляцию

кДж/кг

Относительная потеря на трение и вентиляцию

Потеря на выколачивание застойного пара

Где: m= 4;B₂=b₂sinβy=25,7·sin80⁰=25,3 мм — ширина ряда рабочих лопаток

Потери тепла на выколачивание

кДж/кг

Внутренний относительный КПД ступени

Использованный тепловой перепад ступени

кДж/кг

Внутренняя мощность

кВт

6. . Определение расхода пара через нерегулируемые ступени

Расход пара на входе в нерегулируемые ступени будет меньше, чем расход через регулирующую ступень, на величину утечки через переднее концевое уплотнение т.е.: