Предварительный тепловой расчет турбины

13. Находим шаг сопловой решетки t_c:

_,

где b_c - хорда выбранного профиля.

14. Число лопаток в сопловой  решетке:

.

15. Определяем осевую ширину  сопловой решетки В_с:

С целью унификации проточной части  величину В_с сохраняем в остальных ступенях турбины.

16. Из рис.10 определяем относительный  шаг рабочей решетки  по известному углу и принятому установочному углу . Угол β_у выбираем с таким расчетом, чтобы искомый относительный шаг находился в оптимальном диапазоне, указанном в табл.2.

17. Подсчитаем шаг рабочей решетки t_p:

,

где b_р - хорда выбранного профиля.

Величину t_p сохраним в остальных ступенях с целью унификации проточной части.

18. Вычисляем количество рабочих  лопаток в рабочей решетке Z_p:

19. Определяем ширину рабочей решетки:

Сохраняем величину В_р постоянной для остальных ступеней.

20. Находим коэффициент скорости  сопловой решетки φ_с=0,964513207 по рис.3 по известной величине l_c=0,02992827.

21. Высчитываем действующую скорость потока пара за сопловой решеткой:

    

22. Определяем окружную скорость  на среднем диаметре ступени:

23. По известным U₁=141,3716694 м/с , С₁=279,5513683 м/с и α₁=14⁰ строим выходной треугольник скоростей сопловой решетки в масштабе 1мм-5м/с. Из треугольника графическим путем определяем относительную скорость W₁=144,5 м/с и входной угол β₁=27⁰.

24. По известным значениям β₁=27⁰, β₂=22⁰, l_р=0,032928727м по рис.12 находим величину коэффициента скорости  ψ_р=0,948438175 рабочих лопаток.

25. Вычисляем располагаемый тепловой  перепад на рабочих лопатках  по известному ρ:

 

Контроль                  

26. Рассчитываем теоретическую  относительную скорость пара W_2t на выходе из рабочих лопаток:

27. Вычисляем действительную относительную  скорость пара W₂ на выходе из рабочих лопаток:

28. По известным значениям U₁=141,3716694м/с , β₂=22 и W₂=158,5251675 м/с строим выходной треугольник скоростей рабочей решетки в том же масштабе. Из треугольника графическим путем определяем величину абсолютной скорости пара

С₂=60 м/с на выходе из рабочей решетки и выходной угол α₂=88,9⁰.

29. Подсчитаем тепловые потери:

а) на соплах

б) на рабочих лопатках

в) с выходной скоростью

.

Кинетическая энергия выходной скорости ∆h_вс первой ступени прибавляется к располагаемому тепловому перепаду второй ступени, второй – к третьей и т.д. до последней. У последней ступени ∆h_вс теряется безвозвратно.

30. Вычисляем относительный лопаточный  КПД ступени по потерям:

31. Определяем фиктивную скорость С₀ на выходе пара из сопла, подсчитанную по тепловому перепаду на ступень :

32. Определяем относительный лопаточный КПД ступени по данным треугольников скоростей:

.

Контроль.                 

33. Находим число гребешков в  уплотнении диафрагмы:

где Р_с определяется по рис.14 (или п.7).

 

 34. Вычисляем площадь в уплотнении диафрагмы:

где d_у – диаметр вала в уплотнении

      δ_у =0,001d_у – радиальный зазор.

Примем для всех последующих  ступеней F_уд=const.

35. Определяем коэффициент расхода μ_у=0,703 через щель уплотнения по рис.7 стр.21.

36. Находим потерю тепла в  ступени от утечек пара через  диафрагменное уплотнение

37.Вычисляем потерю тепла на  трение диска о пар

38.Подсчитаем относительный внутренний  КПД  ступени

39. Рассчитаем энтальпии пара

а) за сопловой решеткой

б) за рабочими лопатками

 

в) за ступенью

40. Находим использованный тепловой  перепад  ступени

41. Строим действительный процесс  расширения пара в первой ступени  давления в i-s диаграмме (рис.14) и находим

а) давление за соплом – Р_с=71,8 бар;

б) давление за ступенью – Р₁=71 бар;

в) температуру за ступенью t₁=465 ˚С

г) удельный объем за ступенью ν₁=0,0465 м³/кг.

Конечные параметры пара первой ступени являются исходными для  второй.

42. Высчитываем относительный внутренний  КПД  ступени

Контроль    .

 

 

43. Определяем внутреннюю мощность  ступени

.

Аналогичным образом ведем тепловой расчет последующих ступеней давления. Результаты расчета сводим в сводную  таблицу.