Турбины тепловых и атомных электрических станций. Курсовое проектирование: Учебное пособие, страница 21

13. Выбираются комбинации колеса скорости (КС) и отношение горловых сечений          .

14. Определяется произведение  .

15. Исходя из оптимальной степени парциальности , соответствующей минимуму потерь в ступени, определяется вы­ходная высота сопел . Угол α_1э прини­мается в соответствии с выбранной комбинацией КС и профилем сопловой решетки.

16. Для выбранного профиля сопловой решетки по его характеристикам и конструктивным соображениям принимаются: ширина сопловой решетки В₁; хорда профиля b₁; оптимальный шаг решетки ; число сопел .

17. Для сверхзвукового истечения из сопловой решетки опреде­ляется угол отклонения потока в косом срезе .

18. Производится построение треугольников скоростей. Действительная скорость истечения пара из сопел , где коэффициент скорости определяется по рис. 9.2. Определяются относительная скорость w₁и угол ее направ­ления β₁.

19. Определяется потеря энергии в сопловой решетке  и откладывается на h-s – диаграмме ступени.

20. Производится расчет первой рабочей решетки. Для этого сна­чала определяют теоретическую относительную  скорость  и число .

21. Выходная площадь решетки , в первом приближении коэффициент расходам μ₂ ≈ 0,93.

22. Приняв перекрышу первого венца рабочих лопаток ∆l₁ 3 мм, находят высоту лопаток . Затем определяют угол выхода решетки β_2э:  .

23. По М_2t и β_2э выбираются профиль первой рабочей решетки и ее геометрические ха­рактеристики: b₂, , , z₂. С учетом действительного значения l₂ и угла поворота потока  уточняются коэффициент рас­хода μ₂ (по рис. 9.1), а затем F₂и β_2э.

24. По рис. 9.2 определяется коэффициент потерь энергии в решетке ψ, а затем относительная скорость выхода , значение которой откладывается на выходном треугольнике скоро­стей.

25. Определяется потеря энергии в решетке  и откладывается на h-s – диаграмме. Определяются с₂и α₂ .

26. Производится расчет поворотной решетки. Теоретическая скорость  и соответственно . Выходная площадь решетки , можно принять μ_П ≈ 0,94.

27. Приняв перекрышу ∆l_п=3-4 мм, находят высоту поворот­ной лопатки:  и угол α'_1э: .

28. Выбирают профиль поворотной лопатки с его геометрическими характеристиками, уточняют значение коэффициента расхода μ_п, а затем F'₁ и α'₁.

29. Вычислив потерю энергии ,откладывают ее на h-s –диаграмме и подсчитывают действительную скорость выхода из поворотной решетки  . Определяют w'₁ и β'₁.

30. Производится расчет второй рабочей решетки в той же после­довательности, как и первой рабочей решетки. Теоретическая относительная скорость и .

31. Выходная площадь решетки . Предваритель­но принимается μ'₂ ≈ 0,95. С учетом перекрыши ∆l₂ ≈ 4 мм определяются высота лопатки l'₂ и угол выхода β'_2э : .

32. Выбираются профиль решетки и его геометрические характе­ристики, уточняются значе­ния коэффициента расхода μ'₂ , площади F'₂и угол β'_2э .

33. Вычисляются потери энергии при обтекании решетки: . Потери энергии откладываются на h-s – диаграмме, определяются коэффициент скорости  и относительная скорость. Опреде­ляются с'₂ , α'₂ и потери с вы­ходной скоростью .

34. Относительный лопаточный КПД ступени определяется по

энергетическому балансу:  и по треугольникам ско­ростей (поверочный расчет):

.

35. Определяется относительный внутренний КПД ступени , где – относительная величина потери на трение диска: ; k_тр – коэффициент трения, зависящий от числа Рейнольдса для диска и относительного зазора. В ступенях паровых турбин находится в пределах (0,45-0,8)·10^-3; d– средний диаметр ступени; ξ_парц – коэффициент потерь при пар­циальном подводе пара.

Потери от парциального подвода пара, включающие потерю от вентиляции и потери на концах дуг сопловых сегментов, могут быть определены по формуле

где k_в– коэффициент, зависящий от геометрии ступени (k_в≈0,065); – доля окружности с защитным кожухом; k_сегм– коэффициент, зависящий от числа сегментов и равный примерно 0,25; В, l – соответственно ширина и высота рабочих лопаток (первого и второго венцов); i – число пар концов сопловых сегментов (обычно i=4).

36. Определяется использованный перепад энтальпий в ступени. Для этого вычисляются потери на трение диска  и от парциального подводаи откладываются на h-s– диаграмме, а также потери с выходной скоростью ∆H_в.с .