Деаэратор

α_Д h_Д

h_Д’ (1-α₁-α₂- α₃- α_Д)

(α₁+α₂+ α₃) h₃’

h_Д

_дh_д + (₁ +₂ +₃)h^|₃ +(1- ₁ - ₂ - ₃ - _д) h^|_Д = h_д

ПНД4

α₄ h₄

h_Д’ h_IV (1-α₁-α₂- α₃- α_Д)

α₄ h₄’

ПНД5

α₅ h₅

h_IV h_V (1-α₁-α₂- α₃- α_Д- α_Т1)

α₄ h₄’ (α₅+ α₄)h₅’

ПНД6

α₆ h₆

h_V h_VI (1-α₁-α₂- α₃- α_Д- α_Т1- α_П- α_Т2- α₅- α₄- α₆)

(α₅+ α₄)h₅’ (α₅+ α₄+ α₆)h₆’

П НД7

α₇ h₇

h_VI h_VII (1-α₁-α₂- α₃- α_Д- α_Т1- α_П- α_Т2- α₅- α₄- α₆- α₇)

α₇ h₇’

Определим расходы пара в регенеративные подогреватели

кг/с

кг/с

кг/с

кг/с

кг/с

кг/с

кг/с

кг/с

Мощности отсеков турбины

1 отсек

Nэ^I=G₀(h₀-h₁)η_мη_эг= (3510-3254)0,9801=19878,25 КВт

2 отсек

Nэ^II=(G₀-G₁)(h₁-h₂)η_мη_эг=( -3,3729)(3254-3181)0,9801=5427,085КВт

3 отсек

Nэ^III=(G₀-G₁-G₂)(h₂-h₃)η_мη_эг=(79,226-3,3729-3,0993)(3181-3104)0,9801=5490,562КВт

4 отсек

Nэ^IV=(G₀-G₁-G₂-G₃-G_Д-G_П)(h₃-h₄)η_мη_эг=(79,226-3,3729-3,0993-2,8809-1,6065-7,0514)(3104-2982)0,9801=7319,612КВт

5 отсек

Nэ^V=( G₀-G₁-G₂-G₃-G_Д-G_П -G₄)(h₄-h₅)η_мη_эг=(79,226-3,3729-3,0993-2,8809-1,6065-7,0514-4,7633)(2982-2831)0,9801=8354,575КВт

6 отсек

Nэ^VI=( G₀-G₁-G₂-G₃-G_Д-G_П -G₄-G₅-G_Т1)(h₅-h₆)η_мη_эг=(79,226-3,3729-3,0993-2,8809-1,6065-7,0514-4,7633-3,7859-7,0514)(2831-2674)0,9801=7018,95КВт

7 отсек

Nэ^VII=( G₀-G₁-G₂-G₃-G_Д-G_П -G₄-G₅-G_Т1-G₆ -G_Т2)(h₆-h₇)η_мη_эг=(79,226-3,3729-3,0993-2,8809-1,6065-7,0514-4,7633-3,7859-7,0514-1,7263-7,0514)(2674-2516)0,9801=5704,38КВт

8 отсек

Nэ^VIII=( G₀-G₁-G₂-G₃-G_Д-G_П -G₄-G₅-G_Т1-G₆ -G_Т2-G₇)(h₇-h_z)η_мη_эг=(79,226-3,3729-3,0993-2,8809-1,6065-7,0514-4,7633-3,7859-7,0514-1,7263-7,0514-2,1627)(2516-2262)0,9801=8631,933КВт

Суммарная мощность турбины

КВт

Относительная ошибка

3. Расчет регулирующей ступени

Определение кинематических параметров потока

И относительного лопаточного кпд

Регулирующая ступень, согласно прототипу, одновенечная.

Окружная скорость на среднем диаметре ступени

U=πd_срn

Принимаю средний диаметр ступени d_ср=1,1м

U=3,14·1,1·50=172,788 м/с

Для выбора оптимального соотношения U/C_ф зададимся рядом значений U/C_ф =0,4; 0,43; 0,46; 0,5

Принимаю степень реактивности =0,04

Коэффициент скорости соплового аппарата =0,95

Произведем расчет для соотношения U/C_ф=0,4

Данные всего расчёта сводятся в таблицу

Фиктивная скорость равна = м/с

Располагаемый теплоперепад, соответствующий фиктивной скорости

= кДж/кг

Располагаемый теплоперепад , срабатываемый на рабочих лопатках

= = кДж/кг

Располагаемый теплоперепад , срабатываемый в соплах

= = кДж/кг

Теоретическая скорость пара на выходе из сопел

= м/с

Действительная скорость пара на выходе из сопел

= м/с

Принимаю угол выхода потока из сопловых лопаток =14⁰.

Относительная скорость пара на входе в рабочие лопатки и ее направление угол определяем из входного треугольника скоростей (рис.3).

=238,1223м/с

=24,11 ^о

Теоретическая относительная скорость пара на выходе из рабочих лопаток

= м/с

По скорости и степени реактивности, определяем коэффициент скорости рабочих лопаток =0,922

Действительная относительная скорость потока на выходе из рабочих лопаток = м/с

Угол выхода потока пара из рабочих лопаток принимаем

=

Из выходного треугольника скоростей определим абсолютную скорость пара на выходе из рабочей решетки и её направление (рис.3.).

=92,8051 м/с

=59,91^о

Потери энергии в сопловом аппарате и рабочих лопатках

= кДж/кг

= кДж/кг

Потери энергии с выходной скоростью

= кДж/кг

На рис.4. приведен процесс расширения пара в регулирующей ступени.

Относительные потери энергии

Е_о- располагаемая энергия ступени, т.к. за ступенью следует емкая камера, то E_о =H_о

=

Найдём

= м/с

= м/с

=436,665 м/с

=

найдём из h-S – диаграммы

=0,0367м³/кг

=0,0375 м³/кг

Определяем высоту сопловой лопатки

= м

τ – коэффициент загромождения проходного сечения выходными кромками лопаток

Т.к. l_c меньше 12 мм, то задаёмся значением 13 мм, и вводим парциальный впуск пара.

Определим степень парциальности

ε =

Высота рабочей лопатки

м

где м, а м- периферийная и корневая перекрыши

при м

Найдём мощность, теряемую на преодоление сил трения и вентиляцию

,

где , А=2, B=0,4 , k=1 число рабочих венцов.

=26,9573 кг/ м³ -средняя плотность пара

ε_к – доля рабочей решетки, защищенная противовентиляционным кожухом

ε_к=1-ε=1-0,7154=0,2846

кВ

Найдем относительную величину потерь на трение и вентиляцию

=

Относительный внутренний КПД

=

Таблица 2. Расчет регулирующей ступени

№ п/п	Расчетные величины и формулы	Размерность	U/Сф
			0,4	0,43	0,46	0,5
1		м/с	172,788	172,788	172,788	172,788
2		м/с	431,97	401,8316	375,6252	345,5752
3		кДж/кг	93,299	80,734	70,5471	59,7111
4	=	–	3,7319	3,2294	2,8219	2,3884
5	=	кДж/кг	89,567	77,505	67,7253	57,3227
6		м/с	423,242	393,713	368,036	338,593
7	(принимаем)	–	0,95	0,95	0,95	0,95
8		м/с	402,08	374,0273	349,634	321,6635
9	(принимаем)	град	14	14	14	14
10	(из треугольника скоростей)	м/с	238,1223	210,5628	186,718	159,5801
11	(из треугольника скоростей)	град	24,11	25,45	26,94	29,19
12		град	20,11	21,45	22,94	25,19
13		м/с	253,31	225,3784	201,2645	173,9043
14	(из диаграммы)	–	0,922	0,925	0,928	0,9308
15		м/с	233,552	208,475	186,7734	161,87
16	(из треугольника скоростей)	м/с	92,8051	79,1426	72,8023	73,7487
17	(из треугольника скоростей)	град	59,91	74,43	90,62	110,9
18		кДж/кг	8,7327	7,5567	6,6032	5,589
19		кДж/кг	4,8098	3,667	2,8115	2,0204
20		кДж/кг	4,3064	3,1318	2,65	2,7194
21		–	0,0936	0,09359	0,0936	0,093599
22		–	0,05155	0,04542	0,03985	0,03384
23		–	0,046157	0,03879	0,037565	0,04554
24		–	0,80869	0,8222	0,82898	0,827
25		м/с	390,1359	362,9171	339,2486	312,1087
26		м/с	46,5287	21,2431	-0,7878	-26,309
27		м/с	436,6646	384,1602	338,4608	285,7998
28		–	0,808696	0,8222	0,82897	0,827
29	(из h-S диаграммы)	м3/кг	0,0367	0,036	0,035	0,034
30	(из h-S диаграммы)	м3/кг	0,0375	0,0365	0,0352	0,0345
31		м	0,0093	0,0098	0,0102	0,01077
32	(принимаем)	м	0,013	0,013	0,013	0,013
33		–	0,71545	0,75444	0,78465	0,82852
34		м	0,016	0,016	0,016	0,016
35		кг/м3	26,9573	27,5875	28,4903	29,1986
36		КВт	85,7573	87,7615	90,6328	92,8855
37		–	0,0116	0,01372	0,016216	0,01963
38		–	0,79709	0,80847	0,81277	0,80739

На рис.5. приведен график зависимости =f( U/С_ф ). Из графика видно, что максимальный будет при оптимальном соотношении скоростей =0,46.

Выберем профили сопловых и рабочих лопаток при оптимальном соотношении скоростей .

1. Сопловая лопатка.

Определим скорость звука , где Р₁=10 МПа (из h-S диаграммы), =1,34 - показатель адиабаты.

м/с

Число Маха: = =0,51 < 1

Т.к. М₁< 1, то решетка дозвуковая.

Выбираю профиль сопловой лопатки С-90-15А

2) Рабочая лопатка.

м/с

= =0,273 < 1

Выбираю профиль рабочей лопатки Р30-21А