2.2. Тепловой расчет регулирующей ступени

№ п/пппп

Показатель

Обзначение

Размерность

Формула или обоснование

1

2

3

4

5

6

1

Расход пара

G

кг/с

Задано или из предварительного расчета

260

2

Частота вращения

n

c^-1

Задано

50

3

Давление

p’₀

МПа

Из предварительного расчета

22,33

4

Энтальпия

h₀

кДж/кг

f (P₀, v₀) по таблицам

3338,26

5

Удельный объем

v’₀

м³/кг

f(p₀,h₀) или по таблицам

0,0144

6

Температура

t’₀

^оC

f(p₀,h₀) или по таблицам

540

7

Располагаемый теплоперепад на ступени

H^p₀

кДж/кг

Из предварительного расчета

70,46

8

Средний диаметр

d_ср

м

Принято из предварительного расчета

1,1

9

Окружная скорость

u

м/с

u = πdn

172,8

10

Отношение скоростей

x_ф=u/c_ф

-

х_ф=u/(10³ 2H^p₀)^0.5

0,46

11

Степень реактивности

ρ

-

Принимается р = 0,03 + 0,07 ⁽¹⁾

0,03

12

Изоэнтропийный перепад в сопловой решетке

Н_0C

кДж/кг

H_0C=(1-ρ)/H^p₀

68,35

13

Теоретическая скорость пара на выходе из сопел

c_1t

м/с

c_1t=(10³ 2H_0C)^0.5

369,7

14

Параметры па­ра за соплами при теоретичес­ком процессе

Давление

P₁

МПа

f(p'_o, v'_o, H_оc)

17,96

15

Энтальпия

h_1t

кДж/кг

h_1t=h₀-H_0c

3270

16

Уд. объем

v_1t

м³/кг

f(h_1t,p₁)

0,0168

17

Число Маха

M_1t

-

M_1t=c_1t/a_1t

0,59

18

Коэффициент расхода

μ₁

-

По графику ⁽²⁾

0,977

19

Площадь решетки

F₁

m²

F₁₌Gv_1t/µc_1t

0,01209

20

Эффективный угол выхода потока

α₁

град.

Принимаем 8 - 16 град. ⁽³⁾

15,39

21

Степень парциальности

е

-

Выбирается на основе оптимизации ⁽⁴⁾

0,8429

22

Высота решетки

l₁

м

l₁=F₁/(πde sin(α₁))

0,013

23

Относительная высота решетки

-

l₁/b₁; b₁ -принимаем ⁽⁵⁾

0,26

24

Коэффициент скорости

φ

-

По графику ⁽⁶⁾

0,966

25

Потери в соплах

ΔH_C

кДж/кг

(1-φ)H_0C

6,835

26

Скорость выхода потока из сопловой решетки

c₁

м/с

c₁=φc_1t

357,1

1

2

3

4

5

6

27

Относительная скорость на входе в рабочую решетку

w₁

м/с

w₁=(c₁²+u²-2uc₁cosα₁)^0.5

195,9

28

Угол входа относительной скорости

β₁

град.

28,93

29

Изоэнтропийный тепло-перепад в рабочей решетке

Н_0рл

кДж/кг

H_0рл=ρH_0p

2,114

30

Теоретическая скорость на выходе из рабочих лопаток

w_2t

м/с

_206,4

31

Параметры па­ра за рабочей решеткой

Давление

p₂

МПа

f(p₁, v_1t, H_орл)

17,83

32

Энтальпия

h_2t

кДж/кг

h_2t=h_1t+ΔH_0c-H_0рл

3275

33

Уд. объем

v_2t

м³/кг

f(h_2t, p₂)

0,0170

34

Число Маха

М_2t

-

M_2t=w_2t/a_2t

0,33

35

Высота рабочих лопаток

l₂

м

l₂₌l₁+Δ ⁽⁷⁾

0,017

36

Коэффициент расхода

μ₂

-

По графику ⁽²⁾

0,945

37

Площадь рабочей решетки

F₂

м²

F₁₌Gv_2t/µc_2t

0,02266

38

Угол выхода потока из рабочих лопаток

β₂

град.

β₂=arcsin(F₂/πdel₂)

26,22

39

Относительная высота решетки

-

принимаем ⁽⁵⁾

0,85

40

Коэффициент скорости

ψ

-

По графику ⁽⁶⁾

0,942

44

Относительная скорость выхода потока из рабочих лопаток

w₂

м/с

w₂=ψw_2t

194,4

42

Потери в рабочих лопатках

ΔH_рл

кДж/кг

ΔH_рл=(1-ψ²)w²_2t/2·10³

2,399

43

Абсолютная скорость потока за ступенью

C₂

м/с

C₂=(w₂²+u²-2uw₂cosβ₂)^0.5

85,9

44

Угол выхода потока из ступени

α₂

град

88,93

№ п/п

Показатель

Обозна­чение

Размер­ность

Формула или обоснование

1

2

3

4

5

6

1

Потери энергии сопловой решетке

H_c

кДж/кг

п. 25 табл. 1.1

6,835

2

Потери в рабочей решетке (первого ряда)

H_рл1

кДж/кг

п. 42 табл. 1.1

2,399

3

Потери с выходной скоростью

H_вс

-

H_вс=c₂²/2·10³

3,689

1

2

3

4

5

6

4

Относительный лопаточный КПД

_ол

-

_ол=(H^P₀-H_c-H_рл1-H_нл-Р_рл2-H_вс)/H^P₀

0,8166

5

Потери на трение диска

_T

-

; k_Tp=(0.45-0.8)·10³

0,0070

6

Потери от утечек

_Y

-

⁽⁸⁾

0,0264

7

Потери от парциаль-ности (сумма потерь oт вентиляции и сегмент­ных потерь)

_n=_в+_сегм

-

⁽⁹⁾

0,0075

8

Относительный внутренний КПД

_оi

-

_оi=_ол-_T-_у-_n

0,7757

9

Использованный теплопсрепад ступени

H_i^p

кДж/кг

H_i^p= H_i^pη_oi

54,66

10

Внутренняя мощность ступени

N_i

кВт

N_i=GH_i

14212

11

Параметры пара в камере регулирующего колеса

Давление

P_p

Мпа

Pp=P₂ или P_p=P’₂

17,83

12

Энтальпия

h_p

кДж/кг

h_p=h₀-H_i

3283,6

13

Уд. объем

v_p

м³/кг

f(h_p, P_p)

0,01706