II.Подробный расчет ступеней цвд.

II. 1Расчет регулирующей ступени

Задачей расчета является определение геометрических размеров ступени, определение КПД и мощности, а также выбор профилей сопл и рабочих лопаток.

Из ориентировочного расчета неизменными остаются величины:

Располагаемый тепловой перепад регулирующей ступени Н₀^РС=90 кДж/кг

Диаметр регулирующей ступени dрс=1.026 м

Отношение скоростей U/C₀=0.38

Степень реакции регулирующей ступени =0.1

II.1.1.Расчет сопл регулирующей ступени

Теоретическая скорость на выходе из сопловой решетки:

_-403 м/с

Удельный объём за сопловой решёткой из hs-диаграммы v_1t=0.035 м3/кг. Отношение давлений:

Число Маха:

Р ежим течения – докритический.

Так как режим течения в сопловой решетке докритический, проходная площадь её горловых сечений:

Произведение степени парциальности на высоту сопловой решетки

мм

Высота сопловой решетки

мм

II.2 Выбор профиля сопловой лопатки

Профиль сопловых лопаток выбирается по _1Э=15 и числу Маха

По каталогу профилей выбираем профиль С-90-12А

Относительный шаг — t = 0,775

Угол установки — _у = 33

Ширина решетки — B₁=51 мм

Хорда профиля — мм

Шаг решетки — t₁ = b₁ =93.64 0,775=72.6 мм

Число сопловых лопаток

шт

Уточняем шаг решетки

мм

Уточняем относительный шаг решетки

Уточняем угол установки

Поt₁=0,776 и _1э=12 по атласу определяем _у=33

Выходная шрина сопловых каналов

мм

II.3 Определение потерь сопловой решетки

Из атласа профилей:

Тепловая потеря в сопловой решетке

кДж/кг

Скоростной коэффициент

Действительная скорость истечения из сопл

м/с

II.4 Рабочая решетка.

Входные высоты рабочих и направляющих лопаток задаются с учетом перекрыш. Суммарная величина перекрыши в регулирующих ступенях – 1,5 мм .

К определению выходного угла лопаток первого рабочего венца

 ₁ = 20.3

м/с

м/с

кДж/кг

Задаемся следующими величинами:

Выходной угол потока за решеткой

(меньше угла ₁ на 2-4 градуса)

Число Маха

Профиль сопловых лопаток выбирается по и числу Маха

По каталогу профилей выбираем профиль Р-26-17А

Относительный шаг —  = 0,59

Угол установки — _у = 77

Хорда профиля — мм

Шаг решетки — t_I = b_I_I =25,72 0,59=15.17 мм

Число рабочих лопаток на первом венце

шт

Уточняем шаг решетки

мм

Уточняем относительный шаг решетки

Уточняем угол установки

Поt₁=0,59 и по атласу определяем _у = 77 

Потери в рабочих лопатках

Из атласа профилей _атлас=0,0391,1511+0,0371,425,72/2911=0,082

Действительная скорость

м/с

Потеря энергии в рабочих лопатках

кДж/кг

 ₂ = 43

м/с

Потери энергии с выходной скоростью:

Относительный лопаточный КПД по потерям энергии:

И по скоростям:

Погрешность расчета:

II.5. Определение внутреннего относительного кпд

Потери на трение и вентиляцию

,

где-для перегретого пара;

d=1.026 м – диаметр ступени;

- степень парциальности

см^1,5 -высота рабочей лопатки

относительная длина дуги, занятая кожухом (при расположении сопловых коробок в верхней и нижней частях корпуса)

U=161 м/с – окружная скорость

0.0355- удельный объем пара в камере регулирующей ступени; принимается по состоянию пара за ступенью при

Тепловая потеря на трение и вентиляцию

кДж/кг

Относительная потеря на трение и вентиляцию

Потеря на выколачивание застойного пара из лопаточных каналов

Где: В₂=25 мм- ширина рабочих лопаток

мм – высота рабочих лопаток

m = 3 – число групп сопл регулирующей ступени

м² – площадь сопл

Потери тепла на выколачивание

кДж/кг

Внутренний относительный КПД ступени

Использованный тепловой перепад ступени

кДж/кг

Внутренняя мощность

кВт

Рис. Треугольники скоростей регулирующей ступени.

Рис. 5. Процесс расширения пара в регулирующей ступени в h, s – диаграмме.