2.7. Подробный расчёт ступеней турбины

№

Наименование

Способ определения (расчётная формула)

Раз –

мер –

ность

Регулирующая ступень

Сопловая

Рабочая

1

Расход пара

из предварительного расчёта

кг/с

85,67

2

Давление пара перед ступенью

h – s диаграмма

МПа

8,39

3

Температура пара перед ступенью t₀

h – s диаграмма

⁰С

500

4

Энтальпия пара перед ступенью h₀

h – s диаграмма

кДж/кг

3388,44

5

Удельный объём пара перед ступенью V₀

h – s диаграмма

м³/кг

0,0395

6

Давление торможения перед ступенью

=

МПа

8,39

7

Изоэнтропный теплоперепад

исходные данные

кДж/кг

100

8

Средний диаметр ступени d_СР

из предварительного расчёта

м

1,139

9

Окружная скорость на среднем диаметре u

u =

м/с

178,88

10

Отношение скоростей u/c₀

из предварительного расчёта

-

0,4

11

Степень реактивности

из предварительного расчёта

-

-

0,08

12

Изоэнтропный теплоперепад в сопловой и рабочей решётках ,

из предварительного расчёта

кДж/кг

92

8

13

Давление за сопловой и рабочей решётками,

h – s диаграмма

МПа

6,2783

6,1182

14

Удельный объём за сопловой и рабочей решётками V_1t, V_2t

h – s диаграмма

м³/кг

0,0495

0,0506

15

Теоретическая скорость выхода пара из решёток

,

м/с

428,95

267,4

16

Относительная скорость (число Маха) М_1t, M_2t

,

-

0,675

0,422

17

Отношение давлений

,

, где =

= 6,853 МПа (из h – s диаграммы по

-

0,748

0,893

18

Коэффициент расхода через решётку (предварительно)

,

-

0,97

0,95

19

Высота решётки

-

-

26,4

20

Выходная площадь решёток

,

м²

0,01019

0,01706

21

Эффективные углы выхода из решёток

- из предварительного расчёта, = β₁ – - (2 ÷ 4)⁰

град.

12

18

22

Угол выхода потока

α₁ = α_1Э, β₂ = β_2Э

град.

12

18

23

Тип профиля

выбирается по атласу профилей

-

С 9012 А

Р 2617 А

24

Табличные характеристики профиля:

- хорда профиля b_СТ, b_1Т

табл. П1, [4]

мм

62,5

25,7

- относительный шаг ,

табл. П1, [4]

-

0,75

0,65

- толщина выходной кромки ,

табл. П1, [4]

мм

0,62

0,4

- угол установки профиля α_У, β_У

табл. П2, [4]

град.

33

76,8

- минимальный момент сопротивления профиля

табл. П1, [4]

м³

-

0,225

25

Произведение степени парциальности на высоту сопловой решётки еl_С

мм

13,7

-

26

Высота сопловой решётки l_С

l_С = , где е =

= 0,585 – из предварительного расчёта

мм

23,4

-

27

Табличная ширина решётки

В_СТ = b_СТ ∙ sin α_У, В_1Т =

= b_1Т ∙ sin β_У

мм

34,04

25,02

28

Ширина решётки предварительно

, принимается

мм

40

40

29

Хорда профиля предварительно

= ,

=

мм

73,44

41,09

30

Число каналов в решётке

,

шт

37,99

133,91

31

Округляем число каналов до ближайшего целого

z_C, z₁

шт

38

134

32

Шаг решётки

,

мм

55,06

26,69

33

Хорда профиля окончательно

,

мм

73,41

41,06

34

Ширина решётки окончательно

В_С = b_С ∙ sin α_У, В₁ =

= b₁ ∙ sin β_У

мм

39,98

39,98

35

Толщина выходной кромки

,

мм

0,728

0,639

36

Минимальный момент сопротивления профиля

м³

-

0,918

37

Ширина канала в узком сечении

О_ВЫХС = t_С ∙ sinα_1Э,

О_ВЫХ1 = t₁ ∙ sinβ_2Э

мм

11,45

8,25

38

Отношение

-

3,14

1,56

39

Угол поворота потока в каналах Δβ₁

Δβ₁ = 180⁰ – ( β₁ +

β_2Э )

град.

-

140,9

40

Коэффициент расхода μ_С, μ₁

рис.П6, [4]

-

0,966

0,933

41

Коэффициент расхода

( второе приближение )

= μ_С, = μ₁

-

0,966

0,933

42

Выходная площадь решётки

,

м²

0,01023

0,01738

43

Произведение степени парциальности на высоту сопловой решётки

мм

13,8

-

44

Высота сопловой решётки l_С

l_С = , где е =

= 0,585 – из предварительного расчёта

мм

23,6

-

45

Высота рабочей решётки

мм

-

26,9

46

Коэффициенты потерь энергии ξ_С, ξ₁

согласно приложению 2, [1]

-

0,096

0,2498

47

Коэффициенты скорости φ_С, ψ₁

м/с

0,951

0,866

48

Действительная скорость истечения пара

м/с

407,93

-

49

Действительная относительная скорость выхода пара из рабочей решётки

м/с

-

231,57

50

Угол направления относительной скорости входа пара на рабочие лопатки

град.

21,1

-

51

Относительная скорость входа пара на рабочие лопатки

м/с

235,59

-

52

Угол направления абсолютной скорости выхода пара из рабочих лопаток

град.

-

59,98

53

Абсолютная скорость выхода пара из рабочих лопаток

м/с

-

82,65

54

Окружное усилие, действующее на рабочие лопатки

н

-

37697,43

55

Изгибающие напряжения в рабочих лопатках

МПа

-

7,05

56

Потеря энергии в решётке

кДж/кг

8,83

8,93

57

Потеря энергии с выходной скоростью

кДж/кг

-

3,42

58

Относительный лопаточный КПД ступени

- по проекциям скоростей

-

0,7877

- по потерям энергии

-

0,7882

- погрешность расчёта

%

0,063

59

Потери на трение и вентиляцию

где λ – коэффициент, зависящий от состояния пара; для перегретого пара

λ = 1;

l_Л = 2,69 см – высота рабочей лопатки;

е_К – относительная длина дуги, занятая кожухом; при расположении сопловых коробок в верхней и нижней частях корпуса е_К = 0;

V₂ = 0,0513 м³/кг – удельный объём пара в камере регулирующей ступени; принимается по состоянию пара за ступенью

кВт

269,99

60

Тепловая потеря на трение и вентиляцию

кДж/кг

3,15

61

Относительная потеря на трение и вентиляцию

-

0,0315

62

Потеря на выколачивание застойного пара из лопаточных каналов

-

0,0195

63

Потеря тепла на выколачивание

кДж/кг

1,95

64

Внутренний относительный КПД ступени

η_0i = η_ОЛ – ξ_ТВ – ξ_К

-

0,737

65

Использованный тепловой перепад ступени

кДж/кг

73,7

66

Внутренняя мощность

кВт

6313,88