2. Тепловой расчёт двухвенечной ступени

   1. Относительный внутренний КПД ступени предварительно принимаем = 0,65 – 0,68 или определяем по [1, 2].

   2. Средний диаметр ступени d_ср, м, принимаем по чертежу.

   3. Окружная скорость ступени

м/с.

4. Характеристику ступени определяем по графикам [1, 2]или принимаем в диапазоне

.

5. Условная скорость в ступени

м/с.

6. Располагаемыйтеплоперепад ступени

кДж/кг.

7. Внутреннийтеплоперепад ступени

кДж/кг.

8. Параметры пара в конце теоретического процесса расширения, за ступеньюp_2р(МПа) иv_2р (м³/кг) определяются по диаграмме i-s(точка "3", рис. 1).

9. Суммарная степень реактивности принимается в пределах

,

где ₁0,02 ÷ 0,03— степень реактивности первого венца;

_н = (2 ÷ 2,5)₁ — степень реактивности направляющего аппарата;

₂1,5₁ — степень реактивности второго венца.

10. Вычисляем располагаемыйтеплоперепад в соплах:

кДж/кг.

11. Коэффициент скорости принимаем равным

_c = 0,92 ÷ 0,95.

12. Действительная абсолютная скорость выхода пара из сопел

м/с.

13. Потери энергии в соплах

кДж/кг.

14. Параметры пара за соплами в конце реального процесса расширения p_1с(МПа) иv_1с (м³/кг) находим по диаграмме i-s(точка "4", рис. 2).

15. Критическое давление пара

p_кр = p₀_крМПа.

где _кр = 0,546 — для перегретого пара.

16. Энтальпия пара в критическом сечении i_кр,кДж/кг, определяется по диаграмме i-s(точка "5", рис. 2).

17. Удельный объём пара в критическом сечении v_кр,м³/кг, определяется по диаграмме i-s(точка "5", рис. 2).

18. Располагаемый теплоперепад до критического сечения

кДж/кг.

19. Критическая скорость пара

м/с.

Рис.2. Рабочий процесс в двухвенечной регулировочной ступени

20. Угол установки сопел принимаем в пределах

₁= 8-14°.

21. Определение угла отклонения в косом срезе сопел Лаваля.

    1. Коэффициент энергетических затрат

.

2. Коэффициент потерь

.

3. Показатель политропы

.

где k = 1,3—показатель адиабаты для перегретого пара.

4. Скорость звука в конце адиабатного расширения

.

5. Определяем значение .

6. Находим углы:

;

.

7. Угол отклонения потока в косом срезе

.

22. Угол выхода пара из сопел с учётом отклонения потока

₁₁=₁+ .

23. Относительная скорость входа пара на I венец рабочих лопаток w₁₁определяется из треугольника скоростей (рис. 3).

24. Угол входа пара на I венец рабочих лопаток₁₁определяется из треугольника скоростей (рис. 3).

Рис. 3. Треугольники скоростей двухвенечной регулировочной ступени

25. Коэффициент скорости I рабочего венца (принимаем) ₁ = 0,91÷0,93.

26. Относительная скорость выхода пара из рабочих лопаток I венца

м/с.

27. Угол выхода относительной скорости из рабочих лопаток I венца

.

28. Абсолютную скорость выхода пара из рабочих лопаток I венцаc₂₁находим из треугольника скоростей (рис. 3).

29. Угол выхода пара из рабочих лопаток I венца₂₁находим из треугольника скоростей (рис. 3).

30. Потери энергии в рабочих лопатках I венца

кДж/кг.

31. Располагаемый теплоперепад на рабочих лопатках I венца

кДж/кг.

32. Параметры пара за Iвенцом p₁(МПа) иv₁ (м³/кг) находим по диаграмме i-s(точка "6", рис.2).

33. Теоретическая абсолютная скорость выхода пара из направляющего аппарата:

м/с.

34. Коэффициент скорости направляющего аппарата принимаем

_н = 0,93 ÷ 0,95.

35. Абсолютная скорость выхода пара из направляющего аппарата

м/с.

36. Потери энергии в направляющем аппарате

кДж/кг.

37. Располагаемый теплоперепад на направляющий аппарат

кДж/кг.

38. Параметры пара за направляющим аппаратомp_н(МПа) иv_н (м³/кг) находим по диаграмме i-s(точка "7", рис. 2).

39. Угол выхода абсолютной скорости из направляющего аппарата

₁₂= ₂₁ – (8÷10)°.

40. Относительная скорость входа пара на II венец w₁₂определяется из треугольника скоростей (см. рис. 3).

41. Коэффициент скорости для рабочих лопаток II венца (принимаем)

₂ = 0,92÷0,94.

42. Теоретическая относительная скорость выхода пара из IIвенца

м/с.

43. Угол выхода пара из II венца

₂₂= ₁₂ – (8÷10)°.

44. Абсолютная скоростьc₂₂и угол выхода пара₂₂из II венцаопределяются из треугольника скоростей (см. рис. 3).

45. Потери энергии на рабочих лопатках II венца

кДж/кг.

46. Располагаемый теплоперепад на II венце рабочих лопаток

кДж/кг.

47. Параметры пара за II венцом рабочих лопатокp₂(МПа) иv₂ (м³/кг) находим по диаграмме i-s(точка "8", рис. 2).

48. Потери энергии с выходной скоростью

кДж/кг.

49. Параметры пара на выходе из ступени p_2р(МПа) иv_u (м³/кг) находим по диаграмме i-s(точка "9", рис. 2).

Если полученные значения существенно отличаются от вычисленных в п. 2.8, расчёт следует повторить, скорректировав принимаемые значения.

50. Лопаточный КПД ступени, выраженный через потери теплоты

.

51. Лопаточный КПД, выраженный через проекции скоростей (см. рис. 3)

или

,

где знак "+" или "–" выбирается в зависимости от направления скорости c₂₂.

52. Определение ошибки

 %.