Определение числа потоков поцилиндрам.
Определим число потоков по цилиндрам и площади выхлопов цилиндров. Для этого воспользуемся рекомендованными значениями корневого диаметра и осевой составляющей скотрости на выходе из цилиндров:
dk
1.7 [м] –для ЦНД
Cz =(240-280) [м/с] –для ЦНД
dk 1.1 [м] –для ЦВД
Cz
120
[м/с] –для ЦВД
Для
ЦНД принимаем:
dk=1.6[м]
,отношение среднего диаметра к высоте
рабочей лопатки на последней ступени
ЦНД
,
осевая составляющая скорости на выходе
из последней ступени Cz=260
[м/с]
Высота
рабочей лопатки на последней ступени
Из
h-s
диаграммы находим удельный объём
рабочего тела на выходе из ЦНД:
[м3/кг].
-
число выхлопов ЦНД
-
площадь одного выхлопа.
Для
ЦВД принимаем:
dk=0,9
[м], отношение среднего диаметра к высоте
рабочей лопатки на последней ступени
ЦВД
,
осевая составляющая скорости на выходе
из последней ступени Cz=120
[м/с]
Высота
рабочей лопатки на последней ступени
Из h-s диаграммы находим удельный объём рабочего тела на выходе
из
ЦВД:
[м3/кг].
-
число выхлопов ЦВД
-
площадь одного выхлопа.
1.3.Уточним кпд турбины и построим процесс расширения пара, пользуясь новыми значениями к.П.Д.
Для расчёта относительных внутренних к.п.д. турбины в целом, Б.М.Трояновским предложена следующая расчётная формула:
1 Итерация
ЦВД
-средний
расход
-удельный
объём на входе, и средний
-коэффициент
потерь с выходной скоростью
ЦНД
Каждый распологаемый теплоперепад умножим на новый к.п.д. – получим новые значения срабатываемых теплоперепадов.
Уточним
расход пара через турбину.
G
=
[кг/с]
Так как расхождение расходов превышает 3%, то делаем 2 итерацию.
2 Итерация
ЦВД
-средний
расход
-удельный объём на входе, и средний
-коэффициент
ЦНД
Каждый распологаемый теплоперепад умножим на новый к.п.д. – получим новые значения срабатываемых теплоперепадов.
Уточним
расход пара через турбину.
G
=
[кг/с]
Так расхождение расходов не превышает 3%, то итерационный процесс завершен.
Расчёт распределения теплоперепадов по ступеням цилиндров.
Расчёт начнём с определения распологаемых теплоперепадов первой и последней ступени цилиндров. Также на данном этапе расчёта определяются оптимальные отношения скоростей для обоих цилиндров. Оптимальное отношение скоростей последней ступени ЦНД для перегретого пара может быть определено из выражения:
,
где
;
-
окружная
скорость на среднем диаметре;
-распологаемый
теплоперепад ступени;
-
степень
реактивности на
среднем
диаметре;
-угол
наклона сопел к плоскости диска
где
;
-
степень
реактивности в корневом сечении,
причём
Полагая,
что скорость на выход из рабочего колеса
для коэффициента потерь ступени с
выходной скоростью можно привести
выражение:
Уменьшение оптимального отношения скоростей при работе влажным паром может быть оценено выражением:
,
где
- влажность пара на входе в ступень;
- приращение влажности в ступени в
процессе расширения пара в ней.
Оптимальное отношение скоростей для первой ступени цилиндра определяется выражением:
Таким
образом, приняв, корневые диаметры
ступеней цилиндра постоянными и задавая
в первом приближении
первой ступени, можно определить
торцевую площадь на выходе из этой
ступени:
,
где
- расход пара через первую ступень
цилиндра;
- удельный объём пара на выходе из
ступени.
По
значениям
расчитываются
значения
и
,
что позволяет определить оптимальпое
отношение скоростей первой ступени
цилиндра, что в свою очередь, даёт
возможность найти распологаемый
теплоперепад ступени. Аналогичные
расчёты проводятся для последней
ступени. Полученное ранее значение
- цилиндра позволяет определить
действительный
теплоперепад первой и последней ступеней
цилиндра:
Пологая, что скоростные коэффициенты решеток соплового аппарата и рабочего колеса равны, расчитываем план скоростей первой и последней ступеней на среднем диаметре по соотношениям:
Проведя расчёт, необходимо проверить ранее выбранные значения осевой составляющей скорости с реально полученными, по зависимостям:
При существенном отличии значений от ранее принятых, надо принять новые приближения и повторить расчёт.