Потери в соплах
Потерю
в соплах можно определить, используя
обобщённый график для коэффициента
потерь энергии сопловой решётки
для перегретого пара. Коэффициент потерь
энергии сопловой решётки будет равен:
-
коэффициенты, учитывающие влияние
соответственно М1t,
,
и определяются по графикам на рисунке
5.5. [1].
=
=
0,046;
=
1,16;
=
1;
=
1.
Коэффициент скорости для сопловой решётки равен:
Определяем
действительную скорость истечения пара
из сопел
и потерю в соплах
кДж/кг.
м/с;
кДж/кг.
На
диаграмме h-S
из точки А1t
вверх по вертикали откладываем
и
определяем на изобаре Р1
точку А1
– окончания действительного процесса
расширения пара в соплах.
Далее
строим треугольник скоростей , из
которого определяем действительную
скорость пара на входе в рабочие лопатки
и
угол наклона её к направлению окружной
скорости u
;
= 138,11 м/с; = 40,07˚.
Определим располагаемый теплоперепад на рабочие лопатки:
Hop = 136,51 - 90,37= 46,14 кДж/кг.
Определяем теоретическую относительную скорость пара на выходе с рабочих лопаток:
м/с;
=
м/с.
Входная высота решётки рабочих лопаток l'2 больше l1 на величину корневой и периферийной перекрыш Δк, Δп определяются или с ориентировкой на прототип, или на синьки проточных частей других турбин, или на с. 64 в [1].
Δп = 0,0035 м, а Δк = 0,0025 м .
l'2 = 0,1898+0,0035+0,0025 = 0,1958 м.
Если
выходная высота решётки рабочих лопаток
l2
равна l'2,
то эффективный угол решётки рабочих
лопаток на выходе
определяется
так (сначала при
=1,
а затем после уточнения
окончательно):
По
этой формуле расчёт ведётся при M2t<1;
е = 1. Из точки А1
вниз, по вертикали проводим прямую до
изобары Р2;
точка A2t
– окончание теоретического процесса
расширения пара на рабочих лопатках.
Удельный объем v2t
(м3/кг)
берётся в точке A2t;
;
k
= 1,3 для перегретого пара, здесь Р2
в Па. Коэффициент расхода решётки рабочих
лопаток для случая l2
= l'2
можно определить, если принять значение
хорды профиля решётки b2;
рекомендуют принимать в пределах 25…60
мм. Число Рейнольдса Re2t
= (ω2t
b2)/ν2t,
причём коэффициент кинематической
вязкости ν2t
определяем по параметрам в точке A2t.
По b2/l2,
,
M2t,
по рисунку 5.2 [1] определяем коэффициент
расхода для перегретого пара
.
Принимаем b2 = 60 мм = 0,06 м.
,
где v2t
= 1,08 м3/кг;
Р2
=0,2 МПа,
=120,2 C,
= 129,08
(Па
с);
ν2t
=
м2/с.
Re2t
=
.
μ''2=μ'2 = 0,982.
Уточняем угол sin β2эф:
Потери на рабочих лопатках
В
зависимости от b2/l2,
Re2t
= (ω2t
b2)/ν2t,
по рисунку 5.5 [1] определяем потери энергии
для решётки рабочих лопаток
(исходный); по рисункам 5.5.а, 5.5.б, 5.5.в [1]
находим соответственно поправки
,
а затем коэффициент потерь энергии при
течении перегретого пара
.
;
1,06;
1;
1;
0,072.
Рассчитываем коэффициент скорости для решётки рабочих лопаток при течении перегретого пара:
Определяем действительную относительную скорость пара на выходе с рабочих лопаток:
;
м/с.
Строим второй треугольник скоростей и определяем:
С2
= 102,3 м/с и
=
86,96o
Ступень проектируем так, чтобы угол был близок к 90˚.
Определяем
потери в решётке рабочих лопаток
кДж/кг.
Выходная кинетическая энергия равна
кДж/кг.
Вычисляем
относительный лопаточный к.п.д. ступени
при течении перегретого пара
:
где
=0,8-
коэффициент, учитывающий, какая часть
выходной кинетической энергии используется
в следующей ступени.
кДж/кг;
.
можно определить и так:
м/с;
- фиктивная скорость
Относительное расхождение значений , найденных по двум формулам не должно превышать 2 %. Проверяем данное условие:
<
2% => Расчёт произведен верно.