Тепловой расчёт рабочей решётки турбины, страница 2

μ₂= 0,925×1,003=0,928

2.1.2  Расчёт рабочей решётки по заданной геометрии    

проточной части

             Расход пара с учетом утечки через переднее концевое уплотнение:

                                                          D= D₀ – D_ут                                        (2.13)

             где

             D_ут=5,573 кг/с – утечки через переднее концевое уплотнение.

D= 371,51- 5,573=365,937 кг/с.

            Расход через рабочую решётку:

                                                          D^’= D – D_пу                                         (2.14)

            где

D_пу = 0,37151 кг/с – утечки пара из турбины.

D^’= 365,937–0,37151=365,565 кг/с.

            Площадь выходного сечения рабочей решётки:

            Так как число Маха М_2t=0,333 < 1, следовательно режим докритический. Тогда расчёт ведём по формуле:

                                                      F₂=,                                          (2.15)

F₂==0,15066 м²

           Эффективный угол выхода потока из рабочей решётки:

                                        β_2э=,                                   (2.16)

           где

           d_ср=1,158 м – средний диаметр ступени турбины.

β_2э==29,16 ^оС.

           Угол выхода потока из рабочей решётки:

β₂= β_2э=29,16 ^оС.

2.1.3  Расчёт геометрии рабочей решётки

Тип профиля: Р-46-29А

Табличные характеристики профиля:

t_отн.2т=0,58 – относительный шаг;

Δ^”_кр.т=0,3 мм – толщина выходной кромки;

b_2т=25,6 мм – хорда профиля;

W_min.т=0,112 см³ – минимальный момент сопротивления.

            Угол установки:

                                    β _ут=1,25×β _2э-27,5× t_отн.2т+56                          (2.17)

  β _ут=1,25×29,16-27,5× 0,58+56=76,5 ^о.

            Шаг решётки:

                                              t_2т= t_отн.2т× b_2т ,                                     (2.18)

t_2т= 0,58× 25,6=14,8 мм.

            Осевая ширина профиля:

                                          B_2т=b_2т×sin(β _ут)                                       (2.19)

B_2т=25,6×sin(76,5)=24,89 мм.

Действительные характеристики профиля:

принимаем предварительно величину хорды профиля b^’₂=60 мм, тогда ширина решётки равна:

                                          B₂^’= b^’₂×sin(β _ут)                                       (2.20)

B₂^’=60×sin(76,5)=58,34 мм.

Число каналов в решётке:

                                      z₂=,                                      (2.21)

z₂==104,5.

Округляем до ближайшего целого:  z₂=105.

Шаг решётки:

                                        t₂=,                                     (2.22)

t₂==34,65 мм.

Хорда профиля (окончательно):

                                             b₂=,                                         (2.23)

b₂==59,74 мм.

            Ширина решётки (окончательно):

                                          B₂= b₂×sin(β _ут)                                         (2.24)

B₂=59,74×sin(76,5)=58,09 мм.

            Толщина выходной кромки:

                                                      Δ^”_кр.т= Δ^”_кр.т×,                                    (2.25)

Δ^”_кр.т= 0,3×=0,7 мм.

            Ширина канала в узком сечении:

                                                     О₂=t₂×sin(β _2э),                                            (2.26)

О₂=34,65×sin(29,16)= 16,881 мм.

            Минимальный момент сопротивления профиля:

                                                 W_min= W_min.т×(b₂/b_2т)³ ,                                   (2.27)

W_min= 0,112×(2,333)³=1,423 см³.

            Коэффициент динамической вязкости пара:

            По  h_2т=2753,47  и  Р₂=3,25 МПа  находим [4]    μ₂=17,14 мкПа×с

            Коэффициент кинематической вязкости пара:

                                                        ν=μ₂ ×ύ_2t×10^-6 ,                                         (2.28)

ν=17,14 ×0,0598×10^-6=1,025×10^-6  м²×с.

            Число Рейнольдса:

                                               Re₂=,                                     (2.29)

Re₂==9,111×10⁶ .

2.1.4  Уточнение коэффициента расхода рабочей решётки

Относительная высота рабочей решётки, полученая в результате уточнений:

                                                         l_отн=,                                                (2.30)

l_отн==1,423.

Уточняем коэффициент расхода рабочей решётки для перегретого пара:

                                            μ_{пп2.уточ}=[-0,0143×l_отн]+0.9457                               (2.31)

μ_{пп2.уточ}=(-0,0143×1.423)+0.9457=0,925.

Уточняем коэффициент расхода рабочей решётки по формуле (2.12):

μ_2.уточ= μ_{пп2.уточн}×1,003

μ_2.уточ= 0,925×1,003=0,928

Определяем погрешность уточнения:

×100% = 0,001

расхождение значений меньше 1%, следовательно принимаем

μ_2.=0,928.

2.1.5  Расчёт коэффициента потерь в решётке

Угол поворота потока в рабочей решётке: