Проектирование турбины Р-102/107-130/15 ТМЗ (ЦНД), страница 6

9.  Уточняем значения выходной площади и выходной длины сопловой

решетки:

10.  Из табл. 9.1, стр. 62 [1] выбираем относительный шаг сопловой решетки

=0,76 и определяем число сопловых лопаток:

11.  Действительная скорость на выходе из сопловой решетки:

По рис. 9.2, стр. 63, [1] выбираем коэффициент скорости φ =0,97.

с₁ = φ∙с_1t = 0,97∙254,95 = 247,306 м/с;

12.  Относительная скорость входа пара в рабочую решетку:

Угол направления скорости w₁:

;

13.   Теоретическая относительная скорость выхода пара из рабочей решетки:

14.  Потери энергии в соплах:

  

15.  Предварительный коэффициент расхода m₂′ = 0,95;

Находим выходную площадь рабочей решетки:

16.  Вычисляем высоту рабочей решетки:

Принимаем величину перекрыши Δ=5 мм; 

17.  Эффективный угол выхода из рабочей решетки:

Число Маха

;

18.  По числам M_2t, b_1, b_2э выбираем из табл. 9.1, стр. 62, [1] профиль рабочей решетки Р-30-21А. Хорда профиля b₂ =0,06 м, шаг рабочих лопаток =0,61;

19.  Определяем число рабочих лопаток:

20.  Коэффициент расхода m₂ = 0,96 (определен по рис. 9.1, стр.63 [1]);

Уточняем выходную площадь рабочей решетки:

;

21.  Действительная  относительная скорость выхода пара из рабочей решетки: , где коэффициент скорости рабочей решетки: ψ = 0,939 определен по рис. 9.2, стр. 63, [1];

Угол направления скорости w₂:

22.  Абсолютная скорость выхода пара из ступени:

Угол направления скорости с₂:

;

23.  Потери энергии в рабочей решетке:

Потери с выходной скоростью:

 

24.  Располагаемая энергия ступени:

 E₀ = H₀–x_вс ∙∆Н_вс =46,43–0,998∙1,541=44,892 кДж/кг, где х_вс=.

Относительный лопаточный КПД:

25.  Мощность на лопатках ступени:

N_u = G_о∙u∙(w₁∙cosb₁+w₂∙cosb₂) =

=219,5∙167,833(92,413∙cos37,976+179,145∙cos18,042)∙10^-3=8959,765кВт;

26.  Относительные потери на трение:

, где  принимаем по стр.65, [1].

Абсолютные потери на трение: ∆H_тр = z_тр∙Е₀ =0,0012∙44,9=0,053 кДж/кг;

Относительные потери от утечек через диафрагменное уплотнение:

к_у для ступенчатого уплотнения равен единице стр.65 [1];

μ_у=0,74 принимаем по стр.65, [1].

Число гребней z₁=7;

27.  Относительные потери от утечек по бандажу:

28.  Суммарные потери от утечек :

∆H_у = (z^б_у+z^д_у)∙Е₀ = (0,0047+0,0168)44,892 =1,045 кДж/кг;

29.  Использованный перепад энтальпий:

H_i=Е₀–∆H_с–∆H_р–(1–х_вс) ∆H_вс–∆H_у–∆H_тр =44,892––1,045–0,053=39,72 кДж/кг;

30.  Внутренний относительный КПД ступени:

;

31.  Внутренняя мощность:

N_i = G_о∙H_i = 219,58∙39,72=8718,23 кВт;

Аналогичным методом проведём расчёт остальных ступеней ЦНД, результаты расчётов сведены в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 – Расчет нерегулируемых ступеней турбины.