Тепловой расчет турбины К-200-130 ЦВД

 

 

 

 

Произведение степени порциальности  ступени на высоту сопловой решетки  определяется по формуле:

 

 

 

Оптимальная степень порциальности  для одновенечной ступени:

 

 

Высота сопловой решетки:

 

 

 

Потеря энергии в соплах:

 

 

Где -коэффициент скорости сопловой решетки.

       =0,96

 

 

Тип сопловой решетки выбирается по и из табл. 10.

 

С-90-12А

 

По характеристике выбранной решетки  принимается относительный шаг =0,8.

Шаг решетки  .

 

 

Выходная ширина канала сопловой решетки:

 

 

 

Число сопл:

 

 

 

 

2.4 Расчет рабочей решетки. Одновенечная ступень.

 

Степень реакции, принятую раннее следует распределить по венцам, т.к. ступень одновенечная, то

 

где - степень реакции венца рабочих лопаток.

 

 

Тепловой перепад, используемый в  соплах, откладывается от точки        (рисунок 14):

 

 

Тепловой перепад, использованный на лопатках:

 

 

 

Откладывается согласно распределению  степени реакции по лопаточному  аппарату ступени.

Для построения процесса расширения пара в hS - диаграмме через концы отрезков - проводятся изобары.

Входной треугольник скоростей строится по углу , скоростям и Uв любом удобном масштабе.

 

 

где - коэффициент скорости сопловой решетки принят при расчете.

     

 

 

U – может быть определен по формуле:

 

 

 

 

- относительная скорость на входе в рабочую решетку первого венца и угол определяется графически из входного треугольника скоростей и для проверки по формулам:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для выходного треугольника скоростей  определяется угол и действительная относительная скорость :

 

 

Выходная площадь рабочей решетки:

 

 

где - значение удельного объема пара за рабочей решеткой. определяется в результате построения процесса расширения пара в hS – диаграмме, которое производится следующим образом. От конца теплового перепада в соплах (точка а) вверх откладывается величина потерь в соплах и через точку b проводится энтальпия до пересечения с изобарой (точка с).

В точке b кДж/кг.

При и (точка с): .

- коэффициент расхода рабочей  решетки – определяется в зависимости  от степени реакции и величины  перегрева пара:

 

 

Теоретическая относительная скорость на выходе из рабочей решетки:

 

 

 

Действительная относительная  скорость на выходе из рабочей решетки:

 

 

Скоростной коэффициент  для активных решеток принимается в зависимости от и величины углов .

Выходная высота решетки:

 

 

 

 

 

По определенным и строится выходной треугольник скоростей. Из треугольника скоростей определяется абсолютная выходная скорость и угол ее выхода графически и проверяются по формулам:

 

 

 

 

 

 

Потери энергии в рабочей  решетке:

 

 

 

Потери энергии с выходной скоростью:

 

 

 

Выбор профилей лопаточных решеток:

 

 

Скорость звука в изоэнтропном процессе на выходе из решеток:

 

 

 

 

При :   

Выбираем профиль:

 

Р-30-21

 

Значение  должно быть больше в пределах принимаемой для этой высоты рабочей решетки перекрытии:

 

 

 

По выбранному профилю производится проверка максимальных изгибающих напряжений в рабочей лопатке:

 

 

 

По относительным шагам решеток  определяются шаги :

 

 

где - хорда выбранного профиля решетки.

 

 

Количество лопаток для любой  решетки:

 

 

 

Изгибающее напряжение:

 

 

где -минимальный момент сопротивления профиля.

 

 

Относительный лопаточный КПД ступени:

1. по потерям энергии в проточной части:

 

 

 

2. по проекциям скоростей:

 

 

 

Относительный внутренний КПД ступени:

 

где - относительная величина потери на трение;

       - относительная потеря от парциального подвода пара.

 

 

где ;

- число венцов в ступени.

 

 

Откладываем в hS- диаграмме потери на трение диска:

 

 

 

Относительная потеря от парциального подвода пара:

 

 

 

 

 

Потери вызванные парциальным подводом пара:

 

 

 

 

От точки С откладываем  вниз до пересечения с давлением:

 

 

 

(точка d)

 

 

(точка К)

 

Точка Р:  .  

Точка r:   ;  .

Точка y:   .

Точка z:   ; ; .   

 

 

Внутренняя мощность ступени:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ НЕРЕГУЛИРУЕМЫХ СТУПЕНЕЙ

 

3.1 Расчет проточной части области высокого давления:

 

 

где - начальное давление перед нерегулируемыми ступенями первого отсека.

 

 

 

Порядок расчета первого отсека следующий:

1. Определяется диаметр первой нерегулируемой ступени:

 

 

Для проточной части одновенечной регулирующей ступенью:

 

 

2. Отношение скоростей:

 

 

где - степень реакции рабочей решетки первой ступени;

 

(до 0,2)

 

 

      - эффективный угол выхода из сопловой решетки;

 

 

       - коэффициент скорости сопловой решетки.

 

 

3. Располагаемый тепловой перепад нерегулируемой ступени по параметрам торможения перед ступенью:

 

 

 

4. Тепловой перепад в сопловой решетке:

 

 

 

5. Высота сопловой решетки:

 

 

где - удельный объем пара в конце изоэнтропного расширения в соплах;

 

 

 

 

 

       - теоретическая скорость истечения пара из сопловой решетки;

 

 

 

       - коэффициент расхода сопловой решетки;

 

 

 

        - степень парциальности ступени принимаемый равным 1.

 

 

6. Высота рабочей решетки первой ступени:

 

 

7. Корневой диаметр ступени:

 

 

 

8. Число ступеней отсека:

 

 

где - изоэнтропный тепловой перепад отсека;

 

 

- ориентировочное число ступеней отсека (цилиндра):

 

 

Располагаемый тепловой перепад  статическим параметрам пара перед ступенью, принятый одинаковым для всех ступеней отсека, кроме первой (для первой ступени располагаемые перепады по параметрам торможения и статическим параметрам равны) подсчитывается по формуле:

 

 

где величина

 

 

 

Значит:

 

 

- коэффициент возврата тепла;

 

 

где - для процессов в области перегретого пара.

Значение  берется по построению ориентировочного рабочего процесса турбины:

 

 

 

 

9. Невязка: