U=3,14·1·50=157 м/с
Для выбора оптимального соотношения U/Cф зададимся рядом значений
U/Cф =0,425; 0,45; 0,475; 0,495
Принимаю степень реактивности =0,03
Коэффициент скорости соплового аппарата =0,95
Произведем расчет для соотношения U/Cф=0,4
Данные всего расчёта сводятся в таблицу 2.
Условная скорость равна
Изоэнтропический перепад энтальпий, соответствующий условной скорости
Изоэнтропийный перепад энтальпий, срабатываемый на рабочих лопатках
Изоэнтропийный перепад энтальпий, срабатываемый в соплах
Теоретическая скорость пара на выходе из сопел
Действительная скорость пара на выходе из сопел
Принимаю угол выхода потока из сопловых лопаток , тогда относительная скорость пара на входе в рабочие лопатки и её направления – угол определяем из входного треугольника скоростей: ;
Теоретическая относительная скорость пара на выходе из рабочих лопаток
По скорости и степени реактивности , определяем коэффициент скорости рабочих лопаток
Действительная относительная скорость потока на выходе из рабочих лопаток
Угол выхода потока пара из рабочих лопаток принимаем
Из выходного треугольника скоростей определим абсолютную скорость пара на выходе из рабочей решетки и её направление ;
Потери энергии в сопловом аппарате и рабочих лопатках
Потери энергии с выходной скоростью
Относительный лопаточный КПД с учётом потерь равен
Из диаграммы определим объемыи
;
Определяем высоту сопловой лопатки
Высота рабочей лопатки
Определим мощность, теряемую на преодоление сил трения и вентиляцию
, где ; ; ; ; ;
Определим относительную величину потерь на трение и вентиляцию
Относительный внутренний КПД
Таблица 2 - Расчет регулирующей ступени
|
№ п/п |
Расчетные величины и формулы |
Размерность |
U/C0 |
|||
|
0,425 |
0,45 |
0,475 |
||||
|
1 |
м/с |
157 |
||||
|
2 |
м/с |
369,41 |
348,88 |
330,5 |
||
|
3 |
кДж/кг |
68,23 |
60,85 |
54,62 |
||
|
4 |
(принимаем) |
– |
0,03 |
|||
|
5 |
= |
кДж/кг |
66,18 |
59,02 |
52,98 |
|
|
6 |
кДж/кг |
2,0469 |
1,8255 |
1,6386 |
||
|
7 |
м/с |
363,81 |
343,57 |
325,5 |
||
|
8 |
(принимаем) |
– |
0,95 |
|||
|
9 |
м/с |
345,62 |
326,4 |
309,23 |
||
|
10 |
(принимаем) |
град |
18 |
|||
|
11 |
(из треугольника скоростей) |
м/с |
202,88 |
182,784 |
167,6 |
|
|
12 |
(из треугольника скоростей) |
град |
31 |
33 |
35 |
|
|
13 |
град |
28 |
30 |
32 |
||
|
14 |
м/с |
212,07 |
192,51 |
177,11 |
||
|
15 |
(из графика) |
– |
0,9223 |
0,927 |
0,9292 |
|
|
16 |
м/с |
195,59 |
178,44 |
164,57 |
||
|
17 |
(из треугольника скоростей) |
м/с |
92,62 |
88,78 |
87,82 |
|
|
18 |
(из треугольника скоростей) |
град |
81 |
91 |
102 |
|
|
19 |
кДж/кг |
6,452 |
5,752 |
5,164 |
||
|
20 |
кДж/кг |
3,359 |
2,6096 |
2,142 |
||
|
21 |
кДж/кг |
4,289 |
3,941 |
3,856 |
||
|
22 |
кДж/кг |
14,1 |
12,3026 |
11,162 |
||
|
23 |
– |
0,7933 |
0,7978 |
0,7956 |
||
|
24 |
м/с |
328,704 |
310,42 |
294,095 |
||
|
25 |
м/с |
14,48 |
-1,549 |
-18,258 |
||
|
26 |
м/с |
343,184 |
308,871 |
275,837 |
||
|
27 |
– |
0,7896 |
0,7968 |
0,7929 |
||
|
28 |
(из h-S диаграммы) |
МПа |
18,2 |
18,8 |
19,2 |
|
|
29 |
(из h-S диаграммы) |
оС |
495,37 |
500,1 |
503,59 |
|
|
30 |
(по таблицам) |
м3/кг |
0,016404 |
0,015957 |
0,01568 |
|
|
31 |
(принимаем) |
– |
1 |
|||
|
32 |
|
м |
0,05172 |
0,05327 |
0,05528 |
|
|
33 |
(из h-S диаграммы) |
МПа |
18 |
18,6 |
19,2 |
|
|
34 |
(из h-S диаграммы) |
оС |
496,23 |
500,72 |
504,07 |
|
|
35 |
(по таблицам) |
м3/кг |
0,016659 |
0,016188 |
0,01590 |
|
|
36 |
|
м |
0,06132 |
0,0614 |
0,0623 |
|
|
37 |
|
кг/м3 |
60,494 |
62,22 |
63,306 |
|
|
38 |
;А=2; |
кВт |
151,597 |
155,923 |
158,644 |
|
|
39 |
– |
0,002259 |
0,00261 |
0,00295 |
||
|
40 |
– |
0,79104 |
0,79519 |
0,79265 |
||
|
41 |
кВт |
53065,92 |
47574,4 |
42567,2 |
||
|
42 |
, |
м/с |
627,76 |
629,27 |
630,55 |
|
|
43 |
– |
0,551 |
0,518 |
0,4904 |
||
|
44 |
Профиль сопловой лопатки (из таблиц) |
– |
С-90-18А |
|||
|
45 |
, |
м/с |
629,14 |
630,43 |
631,6 |
|
|
|
– |
0,311 |
0,283 |
0,261 |
||
|
|
Профиль рабочей лопатки (из таблиц) |
– |
Р-35-25А |
|||
Построение треугольников скоростей одновенечной регулирующей ступени изображено на рис.4. Зависимость относительного внутреннего КПД и U/CО изображена на рис.5. Из построенной зависимости определяем , который равен 0,45. Для этого значения рассчитали регулирующую ступень.
5. Расчёт первой и последней нерегулируемых ступеней.
Определим средний диаметр последней ступени:
Расход пара в конденсатор,
,
где 1- доля отбираемого пара на регенерацию
Так как ЦНД двухпоточный , то
Задаёмся потерей с выходной скоростью , чтобы определить осевую составляющую выходной скорости
Определим уделный обьем пара
,
где при кПа , х = 0,9592, = 0,0010037м3/кг, = 35,908 м3/кг
м3/кг
м
Тогда высота лопатки последней ступени:
м
Определяем диаметр первой нерегулируемой ступени по формуле:
,
где = 0,018254м/кг – удельный расход пара на выходе из сопловой решетки первой нерегулируемой ступени (задаемся перепадом энтальпий на первой нерегулируемой ступени H1=40 кДж/кг)
=12-выходной угол потока пара из сопловой решетки,
0,45-0,55; принимаем =0,47 – оптимальное отношение скоростей,
м
Для ориентировочного определения последнего диаметра ступеней ЦВД и ЦСД воспользуемся формулами:
м
м
При этом ориентировочно можно считать что
принимаем для этих ступеней равным: 0,5.
По известным диаметрам а также по принятому оптимальному отношению скоростей определяем располагаемые перепады энтальпий в этих ступенях:
Для определения числа нерегулируемых ступеней турбины, строим диаграмму зависимости,от длинны проточной части. И из этого графика определяем среднее значение располагаемых перепадов энтальпий на каждый цилиндр:
По известным значениям энтальпий определяем их перепад на цилиндр:
кДж/кг.
Число ступеней в цилиндре ; Zцвд=7
Число ступеней в цилиндре ; Zцсд=8
Число ступеней в цилиндре ; Zцнд=5
Делим отрезок, соответствующий длине проточной части ЦНД, на 3 равные части, проводим ординаты и снимаем значения средних диаметров всех трех ступеней ЦНД:
; ; ;
Страницы: 1, 2
