Тепловой расчет турбины К-14-41 номинальной мощностью 14 МВт, страница 4

Строим треугольник скоростей направляющих лопаток (рис. 2.2):

71,3º

Относительная скорость на входе в направляющие лопатки:

2.1.7.4 Теоретическая скорость на выходе из лопаток второго венца.

Приняв величину перекрыши Dl_л2=2,5 мм, определяем высоту рабочей лопатки второго венца на входе: l’_л2= l”_нл+ Dl_л2=34+2,5=36,5 мм.

Выходная высота рабочей лопатки второго венца:

=

Задавшись хордой профиля рабочих лопаток второго венца b′₂=50мм, находим скоростной коэффициент рабочей решетки второго венца: y′=0,965. Тогда действительная скорость на выходе из лопаток второго венца:

Выходной угол из рабочих лопаток второго венца

               =32,8º

Строим треугольник скоростей второго венца рабочих лопаток (рис. 2.2):

      124,4º

Абсолютная скорость выхода пара со второго венца рабочих лопаток

2.1.8 Определение КПД и внутренней мощности регулирующей ступени.

2.1.8.1 Относительный лопаточный КПД регулирующей ступени.

где:D; D; D; D;  – потери энергии соответственно в соплах, в рабочих лопатках первого венца, в направляющих лопатках, в рабочих лопатках второго венца, с выходной скоростью.

Потери энергии в соплах:

Потери энергии в рабочих лопатках первого венца:

Потери энергии в направляющих лопатках:

Потери энергии в рабочих лопатках второго венца:

Потери энергии с выходной скоростью:

Относительный лопаточный КПД регулирующей ступени.

=

Разность между КПД, вычисленных по разным формулам составляет 0,2 %, что соответствует пределу точности вычислений.

2.1.9. Утечки через переднее уплотнение.

Давление перед уплотнением равно давлению за соплами Р=121,1 бар. Примем, что отсос пара из уплотнения осуществляется в отбор с давлением Р₁=16 бар. Число лабиринтов уплотнений примем 120 шт. Тогда критическое давление за последним лабиринтом составит:

Р_кр=

Следовательно утечки пара через уплотнения будут:

0,74 – коэффициент расхода принимается по отношению

=0,3 мм - зазор в уплотнении

- толщина и форма прямоугольного гребешка=0,3 мм.

Площадь кольцевой щели

мм

Расход пара через лопатки ступени:

Тепловые потери от утечек пара:

Мощность, теряемая на трение и вентиляцию:                    = 

где, - коэффициент для перегретого пара (по Левицкому);

0,95 м – средний диаметр ступени;

0,7 – степень парциальности;

и - высоты рабочих лопаток, см

А=1,07 и В=0,4 - поправочные коэффициенты

м/с – окружная скорость;

- удельный объем среды в которой вращается диск, м³/кг:

Потери энергии на трение и вентиляцию:

Внутренний относительный КПД ступени:

Использованный теплоперепад ступени:

Внутренняя мощность ступени:

 

2.1.10. Определение состояния пара за соплами и лопатками.

2.1.10.1. В выходном сечении сопел энтальпия (точка а₁):

 

удельный объем пара  0,0395 м³/кг

2.1.10.2. В выходном сечении рабочих лопаток 1 венца (точка а₂):

удельный объем пара  0,0402 м³/кг

2.1.10.3. В выходном сечении направляющих лопаток (точка а₃):

 удельный объем пара  0,0410 м³/кг

2.1.10.4. В выходном сечении рабочих лопаток 2 венца (точка а₄):

удельный объем пара  0,0414м³/кг.

2.1.10.5. За рабочими лопатками с учетом потерь с выходной скоростью (точка а₅):

удельный объем пара  0,0459 м³/кг

2.1.10.6. За ступенью, с учетом  потерь на трение и вентиляцию (точка а₆):

2.1.11.7. За ступенью, с учётом всех потерь, включая потери на утечки через уплотнения диафрагм (точка а₇):

            

удельный объем пара  0,0460 м³/кг

2.2.Расчет первой нерегулируемой ступени ЦВД.

Примем для первой нерегулируемой ступени:

, , , 

2.2.1. Определим фиктивную скорость пара:

2.2.2. Определим окружную скорость:

2.2.3. Определяем средний диаметр ступени:

2.2.4. Тепловой перепад в соплах ступени:

2.2.5. Тепловой перепад на рабочих лопатках:

2.2.6. Скорость пара на выходе из сопел:

2.2.7. Строим треугольник скоростей сопловой решетки:

 

2.2.8. Относительная скорость на входе в рабочие лопатки:

 

2.2.9. Относительная скорость на выходе из рабочих лопаток:

0,94 - принят по графику