Я,
Для любой из перечисленных ступеней КПД т]о.л можно определять через проекции скоростей как т\о.л=и^Си/Ео. Здесь располагаемая энергия Ео для каждого типа ступени определяется по указанным выше формулам.
3. Как указывалось ранее, для унификации хвостовиков лопаток в ЧВД и часто в ЧСД корневой диаметр выполняют постоянным для всех ступеней. Кроме того, для унификации профилей сопловых и рабочих лопаток в группе ступеней выполняют постоянными углы выхода из сопл а.1 и из рабочих лопаток (За, постоянны также отношения скоростей (и/сф)ц и степень реактивности в корневом сечении рк. В этом случае треугольники скоростей для всех ступеней будут подобными при ^к^сопз! или равными при с?к==соп81. При наблюдении этих условий профили как сопловых, так и рабочих лопаток всех ступеней данной группы можно выполнять одинаковыми при условии сохранения изгибной прочности лопаток. Часто по условиям изгибной прочности лопатки последних ступеней в группе приходится выполнять с увеличенной хордой.
|
|
4. В направлении потока пара от ступени к ступени увеличивается их веерность /2/с?2 и поэтому увеличивается степень реактивности р в сечении по среднему диаметру при сохранении небольшой положительной степени реактивности у корня рк. Степень реактивности на среднем диаметре определяют по формуле, которая приведена в § 3.5:
Рср= 1 - (1 - Рк) -,1^...
~2(р' соз2 а 1
или Рср==1-(1-Рк)(1-^)'-'.
Вместе с ростом степени реактивности по среднему диаметру увеличивается и оптимальное отношение скоростей и/Сф, так как
а \
У СОЗ «I |
——} ••
сф /опт
5. Так как отношение среднего диаметра к высоте лопатки в конденсационных турбинах для последних ступеней становится небольшим, лопатки этих ступеней выполняют с переменным профилем по высоте, т. е. закручивают. Целесообразной границей закрутки лопаток является отношение 9==10—13. Применение закрутки лопаток в последних ступенях существенно усложняет их изготовление и повышает стоимость лопаток.
6. Угол й1 сопловых лопаток может существенно изменяться от ступени к ступени в части низкого давления конденсационных турбин. Это изменение необходимо выполнять для обеспечения достаточно плавных обводов проточной части 'в меридиональном сечении или, другими словами, для создания необходимой интенсивности нарастания высоты лопаток. В первых ступенях ЧНД угол щ уменьшают, чтобы обеспечить повышенную высоту лопаток, а в последних ступенях, наоборот, угол а.1 увеличивают, чтобы уменьшить высоту лопаток.
7. Числа М в сопловых и рабочих лопатках от ступени к ступени возрастают (в нерегулируемых ступенях), так как средние диаметры ступеней увеличиваются, а вместе с ними и теплоперепады, а следовательно, и скорости Ск и ОУ2(; с другой стороны, скорость звука от ступени к ступени уменьшается, так как вдоль проточной части уменьшается температура пара. Таким образом, сверхзвуковые скорости могут возникать в регулирующих ступенях с повышенным теплоперепадом и в последних ступенях турбины. Число М в нерегулируемых ступенях изменяется от 0,25—0,6 в ЧВД до 1,5—2,0 в последних ступенях предельных размеров. Поэтому при расчете последних ступеней необходимо учитывать дополнительные потери энергии, связанные со сверхзвуковым обтеканием решеток.
|
|
Перечисленные особенности расчета не исчерпывают всего многообразия вопросов, встречающихся при детальном расчете проточной части турбины. Пример такого расчета приведен в § 5.7.
Рассмотрим особенности расчета реактивных ступеней. Кроме рассмотренных выше, для реактивных ступеней имеют место специфические особенности по сравнению с активными ступенями. Как указывалось выше, для реактивных ступеней минимальная высота лопаток первых нерегулируемых ступеней существенно выше, чем для активных, и составляет 20—25 мм. При меньших высотах лопаток в реактивных ступенях возникают повышенные протечки пара в зазорах между сопловыми лопатками и ротором, а также между рабочими лопатками и статором. При этом обязательным является впуск пара в первые нерегулируемые ступени по всей окружности сопловой решетки, т. е. е==1. Угол выхода из сопловых лопаток этих ступеней составляет 15—18°; степень реактивности всех ступеней, за исключением последних двух-трех ступеней, равна 0,5. В последних ступенях из-за большой веерности и обязательной положительной степени реактивности у корня степень реактивности по среднему диаметру больше 0.5.