Порядок расчета двухвенечной ступени

1. Суммарная степень реактивности ступени распределяется между рабочей решеткой первого венца, поворотной решеткой и рабочей решеткой второго венца поровну или с небольшим возрастанием:

2. Располагаемые теплоперепады в сопловой решетке, рабочей решетке первого венца, поворотной решетке и рабочей решетке второго венца, кДж/кг:

3. По H-S диаграмме определяются параметры пара за решетками

4. Теоретическая абсолютная скорость выхода из сопловой решетки, м/с:

5. Скорость звука в потоке пара за сопловой решеткой, м/с:

где - показатель изоэнтропы. Для перегретого пара = 1,3.

6. Число Маха сопловой решетки:

7. По значениям числа , углов = 90⁰ и выбирается профиль сопловой решетки, а для выбранного профиля - относительный шаг (Приложение 6).

8. Выходная площадь сопловой решетки предварительная, м²:

а) при M_1t<1

б) при M_1t>1

где - коэффициент расхода сопловой решетки, предварительно принимается = 0,97 (с последующим уточнением).

9. В регулирующих ступенях применяется парциальный подвод пара. Определяется произведение, м:

10. Оптимальная степень парциальности:

11. Высота сопловых лопаток, предварительная, м:

12. По прототипу или по рекомендациям выбирается хорда сопловых лопаток мм, и определяется отношение .

13. По отношению уточняется коэффициент расхода сопловой решетки:

= 0,982 – 0,005 b₁/l_1.

После уточнения коэффициента расчет повторяется от пункта 8.

15. Коэффициент скорости сопловой решетки:

= 0,980 – 0,009 b₁/l_1.

16. Действительная абсолютная скорость выхода из сопел, м/с:

17. Если число Маха >1, имеет место отклонение потока в косом срезе от оси сопловых каналов. С учетом отклонения угол выхода потока из сопловых каналов определяется по формуле Бэра:

где - критическая скорость потока, м/с; - объем пара в минимальном сечении сопел при критическом давлении ; критическое давление ; . Критический объем определяется по H-S диаграмме или по уравнению изоэнтропы

Если < 1, отклонения в косом срезе не происходит. В этом случае

18. Шаг сопловых лопаток, мм:

19. Число сопловых лопаток:

После округления Z₁ до ближайшего целого значения шаг уточняется.

20. Потеря энергии в сопловой решетке, кДж/кг:

Значение откладывается от точки А_1t вверх по изобаре Р₁ (рис. 12). Точка А₁ характеризует состояние пара перед рабочей решеткой первого венца.

21. Окружная скорость на среднем диаметре, м/с:

22. Относительная скорость пара на входе в рабочую решетку первого венца, м/с:

23. Угол входа в рабочую решетку первого венца, град:

24. Теоретическая относительная скорость выхода из рабочей решетки первого венца, м/с:

25. Скорость звука и число Маха рабочей решетки первого венца:

где - объем пара за рабочей решеткой первого венца, рис.12.

26. Высота рабочих лопаток первого венца, м:

где ∆ = ∆₁ +∆₂ - суммарная перекрыша, табл.2.

27. По прототипу или рекомендациям выбирается хорда рабочих лопаток.

28. Коэффициент расхода рабочей решетки :

= 0,965 – 0,015 b₂/l₂;

29. Выходная площадь рабочей решетки первого венца, м²:

30. Угол выхода относительной скорости из рабочей решетки первого венца, град:

31. По значениям числа , углов и выбирается профиль рабочей решетки (Приложение 6), а для выбранного профиля – относительный шаг .

32. Коэффициент скорости рабочей решетки :

= 0,957 – 0,011 b₂/l₂;

33. Действительная скорость выхода из рабочей решетки первого венца, м/с:

34. Абсолютная скорость выхода из рабочей решетки первого венца, м/с:

35. Угол выхода из рабочей решетки первого венца в абсолютном движении (угол входа в поворотную решетку ), град:

36. Шаг рабочей решетки первого венца, мм:

37. Число рабочих лопаток первого венца:

После округления до ближайшего целого значения шаг уточняется.

38. Потеря энергии в рабочей решетке первого венца, кДж/кг:

39. Теоретическая абсолютная скорость выхода из поворотной решетки, м/с:

40. Скорость звука в потоке пара за поворотной решеткой, м/с:

где = 1,3.

41. Число Маха поворотной решетки:

42. Выходная площадь поворотной решетки предварительная, м²:

где - коэффициент расхода поворотной решетки, предварительно принимается = 0,92 (с последующим уточнением).

43. Высота поворотных лопаток, м:

44. Угол выхода из поворотной решетки:

45. По значениям числа , углов (п. 35) и выбирается профиль поворотной решетки типа «Р», а для выбранного профиля - относительный шаг (Приложение 6).

46. По прототипу или по рекомендациям выбирается хорда мм.

47. По отношению уточняется коэффициент расхода поворотной решетки:

= 0,965 – 0,015 b_П/l_П.

После уточнения коэффициента расчет повторяется от пункта 8.

48. Коэффициент скорости поворотной решетки :

= 0,957 – 0,011 b_П/l_П.

49. Действительная абсолютная скорость выхода из поворотной решетки, м/с:

50. Шаг поворотных лопаток, мм:

51. Число поворотных лопаток:

После округления до ближайшего целого значения шаг уточняется.

52. Потеря энергии в поворотной решетке, кДж/кг:

Значение откладывается от точки А_1t вверх по изобаре Р₁ (рис. 12). Точка А₁ характеризует состояние пара перед рабочей решеткой второго венца.

53. Относительная скорость пара на входе в рабочую решетку второго венца, м/с:

54. Угол входа в рабочую решетку второго венца, град:

55. Теоретическая относительная скорость выхода из рабочей решетки второго венца, м/с:

56. Скорость звука и число Маха рабочей решетки второго венца:

где - объем пара за рабочей решеткой второго венца, рис.12.

57. Высота рабочих лопаток второго венца, м:

где ∆ = ∆₁ +∆₂ - суммарная перекрыша, табл.2.

58. По прототипу или рекомендациям выбирается хорда .

59. Коэффициент расхода рабочей решетки второго венца:

= 0,965 – 0,015 b₂/l_2.

60. Выходная площадь рабочей решетки второго венца, м²:

61. Угол выхода из рабочей решетки второго венца, град:

62. По значениям числа , углов и выбирается профиль рабочей решетки второго венца (Приложение 6), а по выбранному профилю – относительный шаг .

63. Коэффициент скорости рабочей решетки второго венца:

= 0,957 – 0,011 b₂/l_2.

64. Действительная относительная скорость выхода из рабочей решетки второго венца, м/с:

65. Абсолютная скорость выхода из рабочей решетки второго венца (из ступени), м/с:

66. Угол выхода из ступени, град:

67. Шаг рабочей решетки второго венца, мм:

.

68. Число рабочих лопаток второго венца:

После округления до ближайшего целого значения шаг уточняется.

69. Потеря энергии в рабочей решетке второго венца, кДж/кг:

70. Потеря с выходной скоростью, кДж/кг:

71. Значения и откладываются вверх по изобаре , рис.12.

72. Располагаемая энергия регулирующей ступени, кДж/кг:

73. Относительный лопаточный КПД ступени:

Расхождение между значениями не должно превышать 1,5%.

74. Коэффициент потерь от трения боковых поверхностей рабочего колеса в паровой среде

где [1].

75. Потери от трения, кДж/кг:

76. Коэффициент потерь от парциального подвода пара:

где для активных профилей лопаток регулирующих ступеней

77. Потери от парциального подвода, кДж/кг:

78. В регулирующей ступени диафрагма отсутствует, поэтому потеря от протечек через диафрагменное уплотнение не учитывается. Здесь не учитывается также и утечка через переднее концевое уплотнение.

79. Коэффициент потерь от протечек через бандажные уплотнения поверх рабочих лопаток:

где - периферийный диаметр ступени; - радиальный и осевой зазоры; ; z – число гребней бандажного уплотнения (обычно z = 2).

80. Потеря от протечек, кДж/кг:

81. Использованный теплоперепад ступени, кДж/кг:

82. Внутренний относительный КПД:

83. Внутренняя мощность ступени, кВт:

Приложение 3