4. Определение размеров проточной части ступени

   1. Механический КПД турбины (принимаем)

= 0,94

Относительный эффективный КПД турбины

= 0,72∙0,94 = 0,68

2. Расход пара на турбину

= = 0,48 кг/с.

3. Площадь выходного сечения сопел

= = 0,00006 м².

4. Площадь минимального сечения сопел

= = 0,00004 м².

5. Степень расходимости сопел

= = 1,5 м².

6. Высота сопловой лопатки принимается по чертежу

0,3 м.

7. Степень парциальности впуска пара

= = 2,62

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

= = 5

10. Высота рабочих лопаток I венца

= = 0,325 м.

11. Высота направляющих лопаток

= = 0,34 м.

12. Высота рабочих лопаток II венца

= = 0,36 м.

5. Расчёт внутренних потерь

   1. Потери на трение и вентиляцию

=

= 1,2∙ = 62 кВт,

где  = 1,2—для перегретого пара;

_к = 1 – ;

= = 0,343 м, средняя высота лопаток;

= = 1,275 м³/ кг, средний удельный объём.

2. Потери энергии на трение и вентиляцию

= = 182,3 кДж/кг.

3. Относительные потери на трение и вентиляцию

= = 0,47

4. Потери от неполноты впуска

= 1,2

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

5. Потери от утечек пара

= 0,84

где  м—радиальные зазоры.

6. Относительный внутренний КПД ступени

= 0,72

7. Внутренняя мощность ступени

= 0,48∙409,22∙,72 = 64,8 кВт.

6. Теплоперепад по ступеням давления

   1. Располагаемыйтеплоперепад на ступени давления = 860 кДж/кг находим по диаграмме i – s

   2. Количество нерегулируемых ступеней z = 4 определяем по чертежу.

   3. Средний теплоперепад на ступень

= = 215 кДж/кг.

4. Средние диаметры ступеней d₁ = 0,33 м, d₂ = 0,36 м, d_z = 0,37 м, определить по чертежу.

5. Диаметр средней ступени

= = 0,35 м.

6. Располагаемый теплоперепад на каждую ступень

= = 220 кДж/кг,

где i — номер ступени.

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

7. 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 = 0,48 кг/с принимаем по п. 4.2.

2. Окружная скорость ступени

= = 193,6 м/с.

3. Параметры пара перед ступенью (давление = 0,94 МПа, температура = 280⁰С, сухость пара = 0,3, где j — номер ступени) определяются из построений на диаграмме i – s.

4. Параметры пара за ступенью (давление = 0,008 МПа, температура = 320⁰С, сухость пара = 0,2, где j — номер ступени) аналогично определяются из построений на диаграмме i – s.

5. Высота рабочих лопаток = 0,42 м, определяется по чертежу (эскизу).

6. Втулочное отношение

= = 0,88

7. Степень реактивности ступени

= = 0,04

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

8. Располагаемый теплоперепад на ступень,

= 220 кДж/кг

где= 0,5÷0,7 = 0,6.

Для первой ступени давления следует принять = 0.

9. Коэффициент скорости направляющего аппарата принимаем в пределах _j = 0,93 ÷ 0,95 = 0,94.

10. Располагаемый теплоперепад в направляющем аппарате,

= 196 кДж/кг

11. Потеря энергии в направляющем аппарате,

= 185,3 кДж/кг

12. Параметры пара за направляющим аппаратом (давление = 0,36 МПа, температура = 335 °C, сухость пара = 0,8, удельный объем = 0,06 м³/кг, где j — номер ступени) определяются по диаграмме i – s.

13. Действительная скорость выхода пара из направляющего аппарата,

= 186 м/с

14. Угол выхода пара из направляющего аппарата , градусов,

= 36⁰

где _с= 0,90÷0,92 = 0,91. = 0,97∙l_pj

15. Располагаемый теплоперепад на рабочий аппарат,

= 163,4 кДж/кг

16. Относительная скорость входа пара на рабочий аппарат w₁ = 330 м/с, определяется графически или рассчитывается по теореме косинусов из треугольника скоростей.

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

18. Действительная относительная скорость выхода пара из рабочего аппарата,

= 365 м/с

19. Потери энергии на рабочем аппарате,

= 162,2 кДж/кг

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

= 42⁰

где_р= 0,90÷0,92 = 0,91

21. Абсолютная скорость выхода пара из рабочего аппарата c_2j = 172 м/с, определяется графически или рассчитывается по теореме косинусов из треугольника скоростей.

22. Потеря энергии с выходной скоростью,

= 172 кДж/кг

23. Лопаточный КПД ступени, выраженный через потери теплоты

= 0,82

24. Лопаточный КПД, выраженный через проекции скоростей

= 0,84

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

25. Определение ошибки (допускается не более 5%)

 % = 4%

26. Потери на трение и вентиляцию

= 73 кВт,

27. Относительные потери на трение и вентиляцию

= 0,23

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

= 0,16

где x_j— степень сухости пара.

29. Относительная потеря на протечки пара

= 7,2

где _рj — радиальный зазор;

l_сj — высота сопловых лопаток;

l_рj — высота рабочих лопаток.

30. Потери на протечки пара, G_утj,

G_утj = _утj·G = 0,44 кг/с

31. Относительный внутренний КПД ступени

= 0,74

32. Внутренний теплоперепад в ступени,

=162 кДж/кг

33. Внутренняя мощность ступени

= 0,44∙162 = 71,3 кВт.

34. Внутренняя мощность ступеней давления

= 285,2 кВт,

где z₁ — количество ступеней давления