2. Расчет рабочих лопаток

2.1 Строим входной и выходной треугольники скоростей

Входной: C₁ = м/с; U= м/с

= , W₁= ,

= ⁰ .

Выходной: с₂ = м/с; U = м/с

= , W₂ = W_1* = м/с,

= = , = 0.83…0.92.

0

W₂

C_2a=W_2a

C_1a=W_1a C₁ C₂ U

W₁

U

C_2U

W_1u

W_2U

С_1U

Рисунок 1 Входной и выходной треугольники скоростей

2. Определяем потери на рабочих лопатках.

3. Откладываем потери q_л от точки А₁ вверх. На пересечении горизонтали с изобарой Р₁(Р₂) находим точку В₁ , которая соответствует состоянию пара на выходе из каналов рабочих лопаток.

4. Определяем удельный объем в точке В₁

( )

2.5. Определяем высоту рабочих лопаток

l _л = l _c •С₁•sin /(C₂• sin ) (мм)

2. Определение окружного кпд

1. Определяем потери энергии с выходной скоростью

q_в = (КДж/кг)

2. Откладываем потери q_в от точки В₁ вверх. На пересечении горизонтали с изобарой Р₁ ( Р₂) находим точку D₁ которая соответствует состоянию пара на выходе из каналов рабочих лопаток с учетом потерь энергии с выходной скоростью.

3. Определяем окружной теплоперепад ступени.

h_u = h_a –q_c – q_л – q_в (КДж/кг)

4. Определяем окружной КПД

а) по потерям

η_u=h_u/h_a

б) по скоростей

η_u =2U ² (C_1·sin +C_2· sin )/C₁ при < 90 ⁰

η_u =2U ² (C_1· cos -C_2· cos )/C₁ при > 90 ⁰

3. Определение эффективного кпд и эффективной мощности

1. Средняя степень сухости пара ступени

х= 0,5•(х₁+х₂) где х₁ и х₂ по диаграмме I-S точки А₁ и В₁

2. Определим дополнительные потери от влажности пара

q_{х =} ( 1- х ) h _u (КДж/кг)

3. Потери на трение и вентиляцию

q_т.в. =

где - коэффициент принимаемый :

= 1,3 - для насыщенного пара.

= 1-1,2 -для слабого перегретого пара.

= 1 - для сильно перегретого пара.

- плотность пара (кг/м³)

l_л – высота лопатки рабочей в см.

4. Потери от частичного впуска.

∙bл·lл·U·h_u·v_опt/ C₁)

где b_л = 2,5 4,2 см – осевая ширина лопаток рабочих (принимается по профилю).

l_с – высота сопла , (см).

d - средний диаметр, (см).

l_л – высота рабочих лопаток, (см) .

4.5 Критическое давление пара в последнем лабиринте.

(МПа)

Где z – 4…7 число лабиринтов

4.6 Количество протекающего через уплотнение пара.

А ) G_ут = 100f (кг/сек) при Рzкр < Р₁ .

Б ) G_ут = 100f (кг/сек) при Рzкр > Р₁ .

где f = - площадь зазора уплотнения, м²

= 0,4 d – диаметр уплотнения , м.

= 0,3 ^. 10^-3 - зазор в уплотнении, м.

Z = 4…7 – число лабиринтов.

4.7 Потери от утечек пара через радиальные зазоры лопаток.

= 1,72 h_a/ lл

где - радиальный зазор, мм = 0,1 … 0,5 мм

lл – высота рабочей лопатки в мм.

4.8 Определяем дополнительные потери.

= q_x + q_вх + q_т.в +q_уп (КДж/кг)

4.9 Определяем внутренний теплоперепад.

h_i = h_u - (КДж/кг)

4.10. Внутренний КПД турбины.

4.11 Определяем механический КПД

= ·

где = 0,99 – механический КПД турбины .

=0,98 …0,96 – КПД редуктора.

4.12 Определяем действительный эффективный КПД турбины.

и сравниваем с предварительно принятым в п.1.15.

4.13 Определяем действительный расход пара.

(кг/cек)

14. Определяем действительную высоту сопловых лопаток.

lсд = lс ^. Gд / Gсек (мм.)

14. Определяем действительную высоту рабочей лопатки.

lлд = lл ^. Gсек / Gд (мм.)

14. Определяем действительную эффективную мощность.

Nед = Gд ^. ha ^. (кВт) и сравниваем с заданным.

I

(КДж/кг)

h_u h_i

h_a

Σq_i

q_в

q_л

q_c

S (КДж/кг·К⁰)

Рисунок 2. Процесс активной ступени на I-S диаграмме.