Расчет противодавленческой турбины с двухвенечной регулирующей ступенью (стр. 6 из 7)

2. Располагаемый теплоперепад второй нерегулируемой ступени между изобарами Р₂=1,42 МПа и Р_z=1,178 МПа по изоэнтропе 2 – z'_t( рис.3):

h_о₂_нс=i₂-i_zt'=3175,99–3123,59 =52,4 кДж/кг.

3. Располагаемый теплоперепад по заторможенным параметрам с учетом использования кинетической энергии от выходной скорости из предыдущей ступени:

4. Параметры заторможеного потока:

Р₂^*=1,615 МПа, ; υ₂^*=0,1777 м³/кг; t₂^*=365,4 °С.

5. Фиктивная скорость в ступени:

м/с.

6. Средний диаметр ступени принимаем: d=0,948 м.

7. Окружная скорость: U=148,88м/с.

8. Отношение скоростей в нерегулируемой ступени:

9. Угол выхода потока пара из сопловой решетки принимаем

=14°.

10. Степень реактивности ступени принимаем ρ=0,05.

11. Теоретическая скорость выхода пара из сопловой решетки:

12. Располагаемый теплоперепад сопловой решетки:

h^*_о_c=(1– ρ)h^*_о2нс=(1– 0,05)·55,56=52,782 кДж/кг.

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

i₁_t=i^*_2'–h^*_о_c=3178,24–52,782=3125,462 кДж/кг,Р₁=1,33 МПа, υ₁_t=0,2065м³/кг, t₁_t=337,6°С.

14. Выходная площадь сопловой решетки:

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

15. Длина сопловой лопатки:

16. Число Маха:

17. Оставляя угол α₁=14° и принимая α_о≈90° выбираем сопловую решетку типоразмера С-90-12А 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.

18. Число лопаток:

19. Относительная толщина выходной кромки:

20. Относительная длина лопатки:

; по отношению

=0,654 в соответствии с графиком зависимости μ₁(b_с/l₁) (рис.9), коэффициент μ₁=0,982 уточняем

выходную площадь сопловой решетки:

;

длину сопловой лопатки:

21. Число Рейнольдса

где

=20,8·10^-6кг/м·с–коэффициент динамической вязкости (рис.13 по

Р₁=1,33 МПа, t₁_t=337,6 °C);

; режим работы решетки в автомодельной зоне и поправка на Re не вносится.

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

23. Коэффициент потерь энергии:

24. Абсолютная скорость выхода пара из сопловой решетки:

25. Относительная скорость на входе в первую рабочую решетку:

где

=U/C₁=148,88/317,107=0,469 – отношение скоростей.

26. Угол входа потока пара в первую рабочую решетку:

β₁ = 26⁰.

27. 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=1,33 МПа;i₁=3127,963 кДж/кг;υ₁=0,2071 м³/кг; t₁=339,4 °С.

28. Располагаемый теплоперепад рабочей решетки:

откладываем адиабату из точки 1 до давления Р_z=Р₂=1,178 МПа и получаем точку 2t с параметрами i_zt''=3125,188 кДж/кг, υ_zt''=0,2334м³/кг; t_zt''=336,5°С;

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

;

30. Выходная площадь рабочей решетки:

где μ₂=0,94 – коэффициент расхода, предварительно принимаем.

31. Принимаем перекрышу Δl_р=l₂– l₁=3,7 мм.

32. Длина рабочей лопатки l₂=l₁+Δl_р=74,8+3,7=78,5 мм.

33. Эффективный угол выхода из рабочей решетки:

;

=26,59°.

34. По числу Маха и

выбираем вторую рабочую решетку с профилем Р-30-21А и размерами: относительный шаг решетки

=0,61; хорда табличного значения b_т=2,56см; В=2,5см; радиус закругления выходной кромки r₂=0,02см; f=1,85см²; W_мин=0,234см³; хорда b_р=40 мм; I_мин=0,205см⁴; толщина выходной кромки δ_кр=0,5мм и угол

=80°,

2,675.

35. Число лопаток:

36. Относительная толщина выходной кромки:

37. Угол поворота потока:

Δβ_2р=180°-(β₁+β_2э)=180°-(26°+26,59°)=127,41°.

38. По отношению

=0,509 и Δβ_р по рис.9 находим коэффициент расхода μ₂=0,958 и уточняем

выходную площадь рабочей решетки:

;

эффективный угол выхода из рабочей решетки:

;

=25°.

39. Число Рейнольдса

=20,8·10^-6кг/м·с–коэффициент динамической вязкости (рис.13 по Р₂=1,178 МПа, t''_zt=336,5 °C);

; режим работы решетки в автомодельной зоне и поправка на Re не вносится.

40. Коэффициент скорости ψ=0,951 (рис.12).

41. Коэффициент потерь энергии:

42. Относительная скорость пара за рабочей решеткой:

W₂=ψ·W₂_t=0,951·191,6944=182,30 м/с.

43. Абсолютная скорость пара за рабочей решеткой:

44. Угол характеризующий направление С₂:

45. Окружное и осевое усилие и их равнодействующая:

где

46. Момент сопротивления при постоянном профиле по длине лопатки:

47. Изгибающее напряжение:

48. Потери энергии в рабочей решетке:

49. Потери энергии с выходной скоростью:

50. Относительный лопаточный КПД выраженный через потери:

51. Относительный лопаточный КПД выраженный через скорости: