Детальный расчет нерегулируемых ступеней

№ п/п Наименование величины Размер- ность Порядок определения Расчетная формула. Номер ступени
Расход пара кг/с G/–из ориентиров. расчета с учетом утечки через переднее концевое уплотнение
Давление пара перед ступенью МПа Р0 – по i-s диаграмме 9.33 8.2 7.18
Температура пара перед ступенью °С t0 – по i-s диаграмме
Энтальпия пара перед ступенью кДж/кг i0 – по i-s диаграмме 3349.8 3311.6
Параметры заторможенного потока: а) энтальпия     кДж/кг 3350.8
б) давление МПа `Р0 – по i-s диаграмме 9.33 8.36 7.334
в) температура °С `t0 – по i-s диаграмме
Изоэнтропийный теплоперепад кДж/кг h0 - из ориентировочного расчета 43.4 44.6
Теплоперепад ступени с учетом параметров заторможенного потока кДж/кг 43.4
Фиктивная скорость м/с
Давление за ступенью МПа Р2 – по i-s диаграмме 8.2 7.18 6.25
Средний диаметр ступени м d – из ориентировочного расчета 0.962 0.969 0.975
Окружная скорость м/с
Отношение скоростей — 0.52 0.52 0.52
Степень реакции — r - из ориентировочного расчета 0.1 0.1 0.1
Изоэнтропийный перепад сопловой решетки кДж/кг 39.1 39.6 40.1
Давление за сопловой решеткой МПа Р1 – по i-s диаграмме 8.3 7.27 6.34
Теоретический удельный объем за сопловой решеткой м3/кг u1t – по i-s диаграмме 0.038 0.0425 0.0474
Полный изоэнтропийный перепад сопловой решетки кДж/кг 39.1 41.3
Отношение давлений — 0.89 0.87 0.864
Абсолютная теоретическая скорость за сопловой решеткой м/с
Скорость звука за сопловой решеткой м/с
Число Маха — 0.436 0.453 0.461
Выходное сечение сопл решетки (по полному расходу пара) мм2
Число гребешков диафрагменного уплотнения — z1y - принимаем
Диаметр вала под уплотнениями мм dy1 - принимаем
Радиальный зазор уплотнения мм 0,34 0,34 0,34
Площадь кольцевого зазора в уплотнении мм2 363,2 363,2 363,2
Величина утечки через диафрагменное уплотнение кг/с 0.76 0.71 0.68
Расход пара через сопловую решетку кг/с 198.2 198.3 198.3
Площадь выходного сечения сопловой решетки мм2
Эффективный угол выхода сопловой решетки ° a1э - задается
Степень парциальности ступени — е - задается
Высота сопловой решетки мм
Профиль сопловой решетки — Атлас профилей С9015А С9015А С9015А
Угол установки ° aу - атлас профилей
Осевая ширина мм В1 - атлас профилей 51,5 51,5 51,5
Хорда профиля мм 83,6499 83,6499 83,6499
Шаг сопловой решетки мм 62.91 62.91 62.91
Количество сопловых каналов шт
Ширина соплового канала в выходном сечении (горло сопла) мм 14.2 14.2 14.2
Коэффициент потерь энергии сопловой решетки — x1 – по приложению 2 0,0542 0,0544 0,0544
Коэффициент скорости — 0.97 0.973 0.973
Скорость потока за соплами м/с
Отношение скоростей — 0.55 0.536 0.539
Угол направления относительной скорости за сопловой решеткой ° 24.6 24.1 24.1
Относительная скорость м/с
Потеря энергии сопловой решетки кДж/кг 2.1 2.12 2.18
Изоэнтропийный теплоперепад рабочей решетки кДж/кг 4.2 4.3 4.4
Располагаемая энергия рабочей решетки кДж/кг 13.2 15.7 15.9
Теоретическая относительная скорость за рабочей решеткой м/с
Давление за рабочей решеткой МПа Р2 – по i-s диаграмме 8.2 7.18 6.25
Теоретический удельный объем за рабочей решеткой м3/кг u2t – по i-s диаграмме 0.038 0.0429 0.048
Скорость звука за рабочей решеткой м/с
Число Маха — 0.254 0.279 0.286
Параметры заторможенного потока перед рабочей решеткой: а) давление МПа `Р1 – по i-s диаграмме 8.56 7.55 6.59
б) удельный объем м3/кг `u1 – по i-s диаграмме 0.0375 0.0413 0.0461
Отношение давлений — 0.958 0.951 0.948
Угол потока за рабочей решеткой ° b2э = b1-4 20.6 20.1 20.1
Высота рабочей решетки по полному расходу мм
Диаметр надбандажного уплотнения мм
Веерность ступени — 30.2 22.2
Реакция на периферии ступени — 0,159 0,165 0,168
Утечки через верхний зазор рабочих лопаток кг/с 1.7 1.8
Расход пара через рабочую решетку кг/с 196.5 196.5 196.3
Площадь выходного сечения рабочей решетки мм2
Выходная высота рабочей решетки мм 51.9
Профиль рабочей решетки — Атлас профилей Р3021А Р3021А Р3021А
Шаг рабочей решетки мм 14.6 14.6 14.6
Угол установки ° bу - атлас профилей
Осевая ширина мм В2 - атлас профилей
Хорда профиля мм 25.38 25.38 25.38
Количество каналов рабочей решетки шт
Ширина канала в выходном сечении мм 5,1 5.1 5.1
Коэффициент скорости рабочей решетки — 0.94 0.938 0.944
Коэффициент потерь в рабочей решетке — x2 – приложение 2 0.12 0.114 0.108
Относительная скорость за рабочей решеткой м/с 170.2
Угол направления абсолютной скорости за рабочей решеткой ° 85.2 82.3 80.6
Абсолютная скорость за рабочей решеткой м/с 57.5 58.9
Потеря энергии рабочей решетки кДж/кг 1.64 1.92 1.78
Потеря с выходной скоростью кДж/кг 1.4 1.7 1.73
Располагаемая энергия ступени кДж/кг 42.3 43.6 44.6
Относительный лопаточный КПД — 0.898 0.895 0.902
Относительная потеря энергии от утечек через диафрагму — 0.0042 0.0041 0.004
Относительная потеря энергии от утечки поверх раб. лопатки — 0.0086 0.0085 0.0084
Потеря энергии от утечек кДж/кг 0.53 0.54 0.53
Мощность трения и вентиляции кВт 66.4 62.8 59.5
Тепловая потеря от трения и вентиляции кДж/кг 0.51 0.478 0.445
Относительная потеря от выколачивания —
Относительная потеря от трения и вентиляции — 0.013 0.0116 0.011
Тепловая потеря от выколачивания кДж/кг
· 884 Относительная потеря от влажности ·
· 885 Тепловая потеря от влажности · к кДж/кг
Внутренний теплоперепад ступени кДж/кг 37.2 38.2 38.3
Внутренний относительный КПД ступени — 0.879 0.876 0.859
Внутренняя мощность ступени кВт

 

 

Турбина в целом:

 

На основе машинного расчета:

электрическая мощность

внутренний относительный КПД турбины

.

 

 

Рис. 6. Процесс расширения пара в 1-ой нерегулируемой ступени.

 

Рис. 7. Процесс расширения пара во 2-ой неругулируемой ступени.

 

 

Рис. 8. Процесс расширения пара в 3-ей нерегулируемой ступени.

Треугольники скоростей:

1-ой ступени

 

2-ой ступени