3.4 Определение кпд и мощности регулирующей ступени

По потерям энергии в проточной части:

(46)

Потеря энергии в рабочих решётках:

кДж/кг (47)

Потеря энергии с выходной скоростью:

кДж/кг (48)

По проекциям скоростей:

(49)

Относительный внутренний КПД:

₍₅₀₎

Относительная величина потерь на трение:

(51)

Относительная потеря от парциального подвода пара:

(52)

- относительная величина потерь от вентиляции;

- относительная величина потерь на конце дуг сопловых сегментов;

-степень парциальности:

-доля окружности занятая кожухом;

(53)

Потери на трение диска:

(54)

Потери, вызванные парциальным подводом пара:

(55)

Действительный теплоперепад ступени:

(56)

Внутренняя мощность ступени:

(57)

Таблица 1 Сводная таблица расчёта регулирующей ступени ЦВД

Название	Формула для расчёта	Обозначение	Ед. изм	Решётки
				Сопловая		Рабочая
Расход пара		G0	кг/с	170,8
Отношение скоростей				0,386
Окружная скорость			м/с	172,6
Средний диметр		d	м	1,1
Начальное давление			МПа	12,8
Начальная температура				560
Располагаемый теплоперепад ступени			кДж/кг	100
Степень реакции				0,06
Располагаемый теплоперепад решётки	,		кДж/кг	94	6
Теоретическая скорость выхода из решётки			м/с	433,6	273
Удельный объём пара за решёткой			м / кг	0,036	0,037
Скорость звука на выходе из решётки			м/с	663,3	656,2
Число Маха	/ /			0,65	0,42
Коэффициент расхода				0,94
Выходная площадь	**		м	0,01525	0,023
Степень парциальности		e		0,728
Высота решётки	,		м	29,1	32,1

Продолжение Таблицы 1

Угол входа			град.	55	20
Профиль решётки				С-90-12А	Р-26-17А
Относительный шаг		,	м	0,05	0,0167
Число лопаток	/ /		шт	50	207
Коэффициент скорости				0,95	0,853
Действительная скорость выхода			м/с	417,5	233
Угол выхода из решётки	принимаем		град	12	17
Скорость входа в рабочие лопатки	**		м/с	250
Абсолютная скорость выхода из рабочих лопаток	**		м/с	85
Потеря энергии в решётке	**	,	кДж/ кг	6,8	10,1
Потеря с выходной скоростью			кДж/ кг	3,6
Относительный лопаточный КПД	**			0,792
Потеря на трение диска	**			0,0022
Доля окружности, занятая кожухом				0,072
Число групп сопл		n		4
Потери от парциальности	**			0,022
Относительный внутренний КПД				0,7678
Использованный теплоперепад			кДж/ кг	76,78
Внутренняя мощность ступени			кВт	13114

4 Расчёт нерегулируемых ступеней ЦВД

4.1 Расчет первого отсека цилиндра

Начальное давление перед вторым отсеком:

МПа

-начальное давление перед нерегулируемыми ступенями первого отсека.

Определяется диаметр первой нерегулируемой ступени:

(58)

- для одновенечной ступени:

мм

Отношение скоростей:

(59)

- степень реакции рабочей решётки первой ступени :

[1,с.30]

-эффективный угол выхода потока из сопловой решётки:

[1,с.30]

-коэффициент скорости сопловой решетки:

[1,с.30]

Располагаемый тепловой перепад первой нерегулируемой ступени по параметрам торможения перед ступенью:

кДж/кг (60)

Тепловой перепад в сопловой решётке:

кДж/кг

Высота сопловой решётки:

мм (61)

-удельный объём пара в конце изоэнтропийного расширения в соплах:

м /кг

Теоретическая скорость истечения пара из сопловой решётки:

м/с (62)

-коэффициент расхода сопловой решётки:

[1,рис.8]

-степень парциальности ступени:

-эффективный угол выхода потока из сопловой решётки:

Высота рабочей решётки первой ступени:

мм

-внутренняя перекрыша:

мм [1,табл.2]

-внешняя перекрыша:

мм [1,табл.2]

Корневой диаметр ступени:

м (63)

Этот диаметр принимается постоянным для отсека.

Число ступеней отсека:

(64)

-изоэнтропийный тепловой перепад первого отсека:

кДж/кг

кДж/кг (65)

Ориентировочное число ступеней отсека (цилиндра):

(66)

Располагаемый тепловой перепад по статическим параметрам пара перед ступенью, принятый для всех ступеней отсека, кроме первой(для первой располагаемый перепад по параметрам торможения и по статическим параметрам равны) подсчитывается по формуле:

кДж/кг (67)

Коэффициент возврата тепла:

(68)

Для процесса в области перегретого пара:

[1,с.31]

Невязка:

кДж/кг (69)

Поправка к тепловому перепаду:

первая ступень

кДж/кг (70)

остальные ступени:

Кдж/кг

Скорректированный тепловой перепад по статическим параметрам пара:

первая ступень: кДж/кг

остальные ступени: кДж/кг

Произведение высоты на диаметр:

м² (71)

м²

м²

м²

м²

Высота лопатки рабочей решётки любой ступени каждого отсека:

м (72)

м

м

м

м

Диаметр ступени:

м (73)

м

м

м

м

Высота сопловой решётки:

м (74)

м

м

м

м

Таблица 2 Сводная таблица части высокого давления 1-го отсека

Наименование величин	Обозна-чение	Разм.	Формула, способ определения	№ ступени
				1	2	3	4	5	6
Скоррект. теплоперепад ступени по статическим параметрам.		кДж/кг		40,8	34,86
Удельный объём пара за рабочей решёткой.		м /кг	Из Н-S диаграммы	0,042	0,045	0,049	0,053	0,059	0,065
Произведение высоты рабочей лопатки на диаметр ступени.		м		______	0,0456	0,0495	0,0535	0,0596	0,0656
Высота рабочей решётки.		м		0,0489	0,053	0,057	0,061	0,068	0,074
Высота сопловой решётки.		м		0,0459	0,05	0,052	0,056	0,063	0,069
Диаметр ступени.		м		0,87	0,874	0,878	0,882	0,889	0,895