Проектирование турбины Р-102/107-130/15 ТМЗ (ЦНД), страница 5

5.  Разбитие теплоперепадов по ступеням турбины.

Таблица 5.1 – Параметры ступеней

Величина	Обозна- чение	Формула, обоснование	Расчет	Значение
1	2	3	4	5
Расход пара,  кг/с	Gо	По табл. 4.1	—	219,5
Расход пара,  кг/с	Gz	Gz= Gо- ∑Gотб	219,5-28,7	190,8
Угол выхода потока из сопел первой ступени	α1	Принимаем	—	14
Коэффициент расхода сопловой решетки первой ступени	μ1	Принимаем	—	0,97
Степень реактивности ступени	ρ	Принимаем	—	0,4
Коэффициент скорости сопловой решетки	φ	Принимаем	—	0,95
Отношение скоростей для первой ступени	x1	Принимаем	—	0,55
Отношение скоростей для последней ступени	xz	Принимаем	—	0,65
Перепад энтальпий в сопловой решетке первой ступени, кДж/кг	Hос1	стр. 75 [1]		27,8
Давление пара за соплами первой ступени, МПа	p1	[2]	—	3,49
Удельный объем за соплами при адиабатном течении, м3/кг	v1	V1=f(p1), [2]	—	0,081

Окончание табл. 5.1

1	2	3	4	5
Располагаемый теплоперепад ступеней, кДж/кг	Ho	Ho =h1– hz	3111,9 – 2877,8	234,1
Количество ступеней	—	Табл. 3.3, стр.13 [1]	—	6
Верность последней ступени	θz	θz =dz/lz	1,127/0,127	8,87
Потери с выходной скоростью, кДж/кг		принимаем согл. стр.74 [1]	—	2,6

Разбивку теплоперепада произведем с помощью программы MAXa.ехе. Результаты расчета сведены в табл. 5.2.

Таблица 5.2 – Разбивка теплоперепада

L₁=0,095м

L_z=0,127м

Номер ступени	Диаметр ступени, м	Отношение скоростей	Предварительный перепад энтальпий, кДж/кг	Окончательный перепад энтальпий, кДж/кг
1	1,069	0,550	46,470	46,430
2	1,080	0,570	41,530	41,500
3	1,092	0,590	39,590	39,550
4	1,103	0,610	37,830	37,790
5	1,115	0,630	36,220	36,180
6	1,1270	0,650	34,750	34,720
Сумма			236,40	236,20

6. Расчет нерегулируемых ступеней

Исходные данные:

G_o=219,5 кг/с

р_o=3,8 МПа  

t_o= 392,4 ⁰C

h_o=3200кДж/кг

s­_o=6,772кДж/кг^оС

υ_о=0,9352 м³/кг

с_о=0 м/с

n=50 с^-1

d=1,4 м

1.  Окружная скорость на среднем диаметре:

u = π∙d∙n = 3, 14∙1,069∙50 = 167,83 м/с;

2.  Принимаем степень реактивности на среднем диаметре: ρ=0,3;

3.  Располагаемый перепад энтальпий на ступень:

H₀ = 46,43 кДж/кг (табл.5.2);

Располагаемый перепад энтальпий по параметрам торможения:

 кДж/кг;

Перепад  энтальпий на сопловую решетку: 

 кДж/кг;

Перепад  энтальпий на рабочую решетку: 

кДж/кг;

4.  Определяем оптимальное отношение скоростей u/c_ф:

;

5.  Теоретическая скорость выхода пара из сопел:

6.  Принимаем предварительно значение коэффициента расхода m₁′=0,97.

Предварительная выходная площадь сопловой решетки:

;

7.  Степень парциальности е = 1 (принята по рекомендациям [1], стр. 73):

Выходная  высота сопловой решетки: ,

8.  Скорость звука:

Число Маха:

По значениям М_1t и a_1э выбираем из табл. 9.1, стр. 62 [1] профиль сопловой решетки С-90-12А. Хорду профиля принимаем b₁ = 0,1 м.

Уточняем по рис. 9.1, стр. 63, [1] коэффициент расхода m₁=0,98.