3. Определение размеров проточной части ступени

   1. Механический КПД турбины (принимаем)

.

Относительный эффективный КПД турбины

.

2. Расход пара на турбину

кг/с.

3. Площадь выходного сечения сопел

м².

4. Площадь минимального сечения сопел

м².

5. Степень расходимости сопел

м².

6. Высота сопловой лопатки принимается по чертежу

___ м.

7. Степень парциальности впуска пара

,

где _с = 0,92—коэффициент сужения сопел.

8. Шаг сопел t принимается по чертежу.При отсутствии соответствующей проекции можно принять t = 10 мм.

9. Количество действующих сопл

.

10. Высота рабочих лопаток I венца

.

11. Высота направляющих лопаток

.

12. Высота рабочих лопаток II венца

.

4. Расчёт внутренних потерь

   1. Потери на трение и вентиляцию

кВт,

где  = 1,2—для перегретого пара;

_к = 1 – ;

—средняя высота лопаток;

—средний удельный объём.

2. Потери энергии на трение и вентиляцию

кДж/кг.

3. Относительные потери на трение и вентиляцию

.

4. Потери от неполноты впуска

.

где —сумма произведений ширины лопатки каждого венца на её высоту; n — число групп сопел, в случае УТГ n = 1.

5. Потери от утечек пара

.

где  м—радиальные зазоры.

6. Относительный внутренний КПД ступени

.

7. Внутренняя мощность ступени

кВт.

5. Теплоперепад по ступеням давления

   1. Располагаемыйтеплоперепад на ступени давления находим по диаграмме i – s

   2. Количество нерегулируемых ступенейz определяем по чертежу.

   3. Средний теплоперепад на ступень

кДж/кг.

4. Средние диаметры ступеней d₁, d₂… d_z (м) определить по чертежу.

5. Диаметр средней ступени

м.

6. Располагаемый теплоперепад на каждую ступень

кДж/кг,

где i — номер ступени.

После определения располагаемых теплоперепадов по ступеням откладываем их на диаграмме i – s и в случае несовпадения корректируем теплоперепады.

6. Расчет ступеней давления

Последовательно выполняем расчет всех ступеней давления. Необходимые размеры находим из прилагаемого к заданию чертежа (эскиза) проточной части турбины.

1. Расход пара на ступень G₀, кг/с принимаем по п. 3.2.

2. Окружная скорость ступени

м/с.

3. Параметры пара перед ступенью (давление , температура , сухость пара , где j — номер ступени) определяются из построений на диаграмме i – s(см. разд. 5).

4. Параметры пара за ступенью (давление , температура , сухость пара , где j — номер ступени) аналогично определяются из построений на диаграмме i – s(см. разд. 5).

5. Высота рабочих лопаток определяется по чертежу (эскизу).

6. Втулочное отношение

.

7. Степень реактивности ступени

.

где_к= 0÷0,04, причем большая величина соответствует последним ступеням конденсационных турбин.

8. Располагаемый теплоперепад на ступень (рис. 4), кДж/кг,

.

где= 0,5÷0,7.

Для первой ступени давленияследует принять = 0.

9. Коэффициент скорости направляющего аппарата принимаем в пределах_j = 0,93 ÷ 0,95.

10. Располагаемый теплоперепад в направляющем аппарате, кДж/кг,

.

11. Потеря энергии в направляющем аппарате, кДж/кг,

.

12. Параметры пара за направляющим аппаратом (давление , МПа, температура , °C, сухость пара , удельный объем , м³/кг, где j — номер ступени) определяются по диаграмме i – s.

13. Действительная скорость выхода пара из направляющего аппарата, м/с,

.

14. Угол выхода пара из направляющего аппарата , градусов,

,

где_с= 0,90÷0,92. .

15. Располагаемый теплоперепад на рабочий аппарат, кДж/кг,

.

16. Относительная скорость входа пара на рабочий аппарат w₁, м/с, определяется графически или рассчитывается по теореме косинусов из треугольника скоростей (рис. 5).

17. Коэффициент скорости рабочего аппаратапринимаем в пределах_j = 0,92÷ 0,93.

а) б)

Рис. 4. К расчету ступеней давления: а — первая ступень (без учета выходной скорости); б — остальные ступени

Рис. 5.

18. Действительная относительная скорость выхода пара из рабочего аппарата, м/с,

.

19. Потери энергии на рабочем аппарате, кДж/кг,

.

20. Угол выхода пара (относительный) из рабочих лопаток , градусов,

,

где_р= 0,90÷0,92.

21. Абсолютная скорость выхода пара из рабочего аппаратаc_2j, м/с, определяется графически или рассчитывается по теореме косинусов из треугольника скоростей.

22. Потеря энергии с выходной скоростью, кДж/кг,

.

23. Лопаточный КПД ступени, выраженный через потери теплоты

.

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

,

где знак "+" или "–" выбирается в зависимости от направления скорости c₂.

25. Определение ошибки (допускается не более 5%)

 %.

26. Потери на трение и вентиляцию

кВт,

27. Относительные потери на трение и вентиляцию

.

28. Потери на влажность пара (для ступеней, работающих на влажном паре)

.

гдеx_j— степень сухости пара.

29. Относительная потеря на протечки пара

,

где _рj — радиальный зазор;

l_сj — высота сопловых лопаток;

l_рj — высота рабочих лопаток.

30. Потери на протечки пара, G_утj, кг/с,

G_утj = _утj·G.

31. Относительный внутренний КПД ступени

.

32. Внутренний теплоперепад в ступени, кДж/кг,

.

33. Внутренняя мощность ступени

кВт.

34. Внутренняя мощность ступеней давления

кВт,

где z₁ — количество ступеней давления.