Расчет ступени паровой турбины

№ п/п

Наименование определяемой величины

Обозначение, источник, формула

Размерность

Значение

1

Расход пара через ступень

G, задано

кг/с

60

2

Давление пара перед ступенью

P₀, задано

бар

6

3

Температура пара перед ступенью

t₀, задано

°С

230

4

Давление пара за ступенью

P₁, задано

бар

4,5

5

Число оборотов вала турбины

n, задано

об/мин

3000

6

Скорость входа пара в ступень

C₀, задано

м/с

86

7

Начальная энтальпия пара

h₀, диагр. h-s

кДж/кг

2915,4

8

Конечная энтальпия

h₁, диагр. h-s

кДж/кг

2852,4

9

Располагаемый перепад тепла в ступени

H₀= h₀- h₁

кДж/кг

63

10

Коэффициент использования энергии предыдущей ступени

K₀, принимаем

–

0,7

11

Используемая энергия предыдущей ступени

кДж/кг

2,6

12

Адиабатная скорость истечения пара из сопел

м/с

362

13

Адиабатное отношение скоростей

х_а, принимаем

–

0,46

14

Средняя скорость на окружности колеса ступени

u=x_a×C_a

м/с

167

15

Средний диаметр ступени

м

1,06

16

Реактивность ступени

r, принимаем

–

0,05

17

Теоретическая скорость истечения пара из сопел

м/с

353

18

Перепад тепла в соплах

Н_С=(1-r)×Н₀

кДж/кг

59,85

19

Перепад тепла на рабочих лопатках ступени

Н_Л=r×Н₀

кДж/кг

3,15

20

Теоретический удельный объем пара за соплами

u_ct, диагр. h-s

м³/кг

0,44

21

Коэффициент расхода для сопловой решетки

m_С, прил.1[1]

–

0,97

22

Суммарная площадь выходных сечений сопел

см²

0,0770

23

Давление пара за соплами

P_C, диагр. h-s

бар

4,8

24

Относительное давление за соплами

–

0,800

25

Критическое относительное давление (для перегретого пара)

–

0,546

26

Форма сопел

e_с>e_кр

Сходящиеся сопла

–

27

Угол наклона сопел

a₁, принимаем

град.

14

28

Синус угла

sina₁

–

0,242

29

Косинус угла

cosa₁

–

0,970

30

Высота сопловой решетки (принято для первого приближения e=1, F_c м², d мм)

мм

96

31

Парциальность подвода пара

е, принимаем

–

1

32

Относительная высота сопел

, прил.4[1]

–

0,55

33

Величина хорды профиля

b_c=

мм

174

34

Скоростной коэффициент для сопел

j, прил.2[1]

–

0,97

35

Действительная скорость истечения пара из сопел

С₁=j×С_1t

м/с

343

36

Рабочее отношение скоростей в ступени

x₁=u/C₁

–

0,486

37

Потеря в сопловом аппарате

кДж/кг

3,7

38

Относительная скорость входа пара на рабочие лопатки

м/с

186

39

Угол входа пара на рабочие лопатки ступени

град.

27

40

Входной угол рабочих лопаток

, принимаем

град.

27

41

Выходной угол рабочих лопаток

, принимаем

град.

24

42

Синус угла

–

0,407

43

Косинус угла

–

0,914

44

Теоретическая относительная скорость выхода пара с рабочих лопаток

м/с

202

45

Теоретический удельный объем пара на выходе с лопаток

u_Лt, диагр. h-s

–

0,4705

46

Коэффициент расхода пара в рабочей решетке

m_Л, прил.1[1]

–

0,94

47

Суммарная площадь выходных сечений рабочих лопаток

см²

1488

48

Высота выходных кромок рабочих лопаток

мм

11,0

49

Составление высот сопел и лопаток

мм

99

50

Относительная высота лопаток

, прил. 4[1]

–

0,862

51

Скоростной коэффициент на рабочих лопатках

y, прил. 3[1]

–

0,87

52

Потеря на лопатках

кДж/кг

5,0

53

Действительная скорость выхода пара с лопаток

м/с

176

54

Абсолютная скорость выхода с лопаток

м/с

71,7

55

Угол наклона абсолютной скорости выхода к решетке

град.

85

56

Теоретическая потеря с выходной скоростью

кДж/кг

2,57

57

Коэффициент использования выходной энергии на последующей ступени

К_П, принимаем

–

0,7

58

Действительная потеря с выходной скоростью

кДж/кг

0,77

59

КПД на лопатках без учета вносимой и используемой энергии

–

0,82

60

Полный запас энергии на ступени

Е₀=Н₀+DН₀-DН_п

кДж/кг

60,6

61

КПД на лопатках с учетом вносимой и используемой энергии

–

0,845

62

Коэффициент потерь от трения диска о пар, заполняющий камеру

–

0,0046

63

Коэффициент потерь от вентиляции пара в ступени

–

0

64

Коэффициент потерь от выколачивания пара в ступени

–

0

65

Диаметр вала ступени

d_B=d_y, принимаем

мм

191

66

Число сужений внутреннего уплотнения

z, принимаем

шт.

4

67

Толщина ножей уплотнения

D, принимаем

мм

0,6

68

Радиальный зазор в уплотнениях

d, принимаем

мм

0,4

69

Коэффициент расхода пара через уплотнение (по типу3)

m_y, прил. 6[1]

–

0,75

70

Расход пара через уплотнения

кг/с

0,127

71

Относительный внутренний КПД ступени (для сухого и перегретого пара)

–

0,838

72

Относительный внутренний КПД ступени с учетом поправки на влажность пара

–

0,838

73

Проверка КПД ступени

–

0,895

74

Исправленное значение относительного внутреннего КПД ступени

–

0,888

75

Внутренняя мощность, развиваемая в ступени

кВт

3358