Расчет противодавленческой турбины с двухвенечной регулирующей ступенью (стр. 5 из 7)

9. Теоретические параметры пара за сопловой решеткой, точка 1t:

i_1t=i_2''–h_ос=3220,84–47,5=3173,34кДж/кг,Р₁=1,582 МПа,υ_1t=0,1807 м³/кг, t_1t=362,2 °С.

10. Выходная площадь сопловой решетки:

;

где μ₁=0,97 – коэффициент расхода, предварительно принимаем.

11. Длина сопловой лопатки:

.

12. Число Маха:

.

13. Оставляя угол α₁=17° и принимая α_о≈90° выбираем сопловую решетку типоразмера С-90-15А со следующими характеристиками: относительный шаг решетки

=0,76; хорда табличного значения b_т=6,25см; В=3,4см; радиус закругления выходной кромки r₂=0,032см; f=4,09см²; W_мин=0,575см³; хорда профиля b_с=49,6мм; I_мин=0,591см⁴; угол установки α_у=34°; толщина выходной кромки δ_1кр=0,51мм.

14. Число лопаток:

.

15. Относительная толщина выходной кромки:

.

16. Относительная длина лопатки:

; по отношению =0,8 в соответствии с графиком зависимости μ₁(b_с/l₁) (рис.9), коэффициент μ₁=0,982 уточняем

выходную площадь сопловой решетки:

;

длину сопловой лопатки:

.

17. Число Рейнольдса

где

=21,8·10^-6кг/м·с–коэффициент динамической вязкости (рис.13 по

Р₁=1,435 МПа, t_1t=348,4°C);

.

18. Коэффициент скорости φ=0,976 (рис.12).

19. Коэффициент потерь энергии:

.

20. Абсолютная скорость выхода пара из сопловой решетки:

.

21. Относительная скорость на входе в первую рабочую решетку:

;

где

=U/C₁=148,88/300,824=0,4949 – отношение скоростей.

22. Угол входа потока пара в первую рабочую решетку:

β₁ = 32,35 ⁰.

23. Потери энергии в сопловой решетке:

; откладываем эти потери в i-s диаграмме и получаем точку 1,(рис.3), характеризующую действительное состояние пара перед первой рабочей решеткой имеющей следующие параметры: Р₁=1,435 МПа; i₁=3175,99 кДж/кг;υ₁=0,1996 м³/кг; t₁=362,6°С.

24. Располагаемый теплоперепад рабочей решетки:

h_op=ρ·h_о1нс=0,05·50=2,5 кДж/кг, откладываем его из точки 1 и получаем точку 2_t с параметрами i_2t=3173,49 кДж/кг, Р₂=1,42 МПа; υ_2t=0,2013 м³/кг; t_2t=361,3°С.

25. Теоретическая относительная скорость на выходе из рабочей решетки и число Маха:

;

.

26. Выходная площадь рабочей решетки:

;

где μ₁=0,94 – коэффициент расхода, предварительно принимаем.

27. Принимаем перекрышу Δl_р=l₂ – l₁=3,6мм.

28. Длина рабочей лопатки l₂=l₁+Δl_р=61,6+3,6=65,2 мм.

29. Эффективный угол выхода из рабочей решетки:

;

=27,59°.

30. По числу Маха и

выбираем вторую рабочую решетку с профилем Р-35-25А и размерами: относительный шаг решетки =0,61; хорда табличного значения b_т=2,54см; В=2,5см; радиус закругления выходной кромки r₂=0,02см; f=1,62см²; W_мин=0,168 см³; хорда b_р=45 мм; I_мин=0,131см⁴; толщина выходной кромки δ_кр=0,5мм и углами =80°, 2,309.

31. Число лопаток:

.

32. Относительная толщина выходной кромки:

.

33. Угол поворота потока:

Δβ_2р=180°-(β₁+β_2э)=180°-(32,35°+27,59°)=120,06°.

34. По отношению

=0,69 и Δβ_р по рис.9 находим коэффициент расхода μ₂=0,956 и уточняем

выходную площадь рабочей решетки:

;

эффективный угол выхода из рабочей решетки:

;

=27,23°.

35. Число Рейнольдса

где

=21,8·10^-6кг/м·с–коэффициент динамической вязкости (рис.13 по

Р₂=1,42 МПа, t_2t=361,3°C);

.

36. Коэффициент скорости ψ=0,948 (рис.12).

37. Коэффициент потерь энергии:

.

38. Относительная скорость пара за рабочей решеткой:

W₂=ψ·W_2t=0,948·182,995=173,479 м/с.

39 Абсолютная скорость пара за рабочей решеткой:

.

40. Угол характеризующий направление С₂:

α₂ =-87,68º.

41. Окружное и осевое усилие и их равнодействующая:

.

42. Момент сопротивления при постоянном профиле по длине лопатки:

.

43. Изгибающее напряжение:

.

44. Потери энергии в рабочей решетке:

.

45. Потери энергии с выходной скоростью:

.

46. Относительный лопаточный КПД выраженный через потери:

.

47. Относительный лопаточный КПД выраженный через скорости:

.

48. Число Рейнольдса:

.

59. Принимаем S/r=0,05.

50. Потери на трение в дисках:

- коэффициент потерь

где К_тр.д – определяется по рис.17

- потери энергии:

51. Относительный внутренний КПД выраженный через потери:

.

52. Откладываем на рис.3 потери Δh_р,Δh_тр.д,Δh_в.с получаем т.2' с параметрами:

i'₂=i_2t+ Δh_р+Δh_тр.д+Δh_в.с=3173,49+1,696+0,045+3,1688=3178,39 кДж/кг, Р₂=1,42 МПа; υ'₂=0,2021 м³/кг; t'₂=363,5°С.

53. Использованный теплоперепад:

.

54. Относительный внутренний КПД выраженный через теплоперепады:

.

55. Внутренняя мощность ступени:

.

Проверка:

Расчет второй нерегулируемой ступени:

1. Состояние пара перед сопловой решеткой определяется точкой 2 (рис.3)

i₂=3082 кДж/кг, Р₂=1,42 МПа; υ₂=0,1865 м³/кг; t₂=319,1 °С.