Детальный расчет нерегулируемых ступеней

№ п/п	Наименование величины	Размер- ность	Порядок определения Расчетная формула.	Номер ступени
	Расход пара	кг/с	G/–из ориентиров. расчета с учетом утечки через переднее концевое уплотнение
	Давление пара перед ступенью	МПа	Р0 – по i-s диаграмме	9.33	8.2	7.18
	Температура пара перед ступенью	°С	t0 – по i-s диаграмме
	Энтальпия пара перед ступенью	кДж/кг	i0 – по i-s диаграмме		3349.8	3311.6
	Параметры заторможенного потока: а) энтальпия	кДж/кг			3350.8
б) давление	МПа	`Р0 – по i-s диаграмме	9.33	8.36	7.334
в) температура	°С	`t0 – по i-s диаграмме
	Изоэнтропийный теплоперепад	кДж/кг	h0 - из ориентировочного расчета	43.4		44.6
	Теплоперепад ступени с учетом параметров заторможенного потока	кДж/кг		43.4
	Фиктивная скорость	м/с
	Давление за ступенью	МПа	Р2 – по i-s диаграмме	8.2	7.18	6.25
	Средний диаметр ступени	м	d – из ориентировочного расчета	0.962	0.969	0.975
	Окружная скорость	м/с
	Отношение скоростей	—		0.52	0.52	0.52
	Степень реакции	—	r - из ориентировочного расчета	0.1	0.1	0.1
	Изоэнтропийный перепад сопловой решетки	кДж/кг		39.1	39.6	40.1
	Давление за сопловой решеткой	МПа	Р1 – по i-s диаграмме	8.3	7.27	6.34
	Теоретический удельный объем за сопловой решеткой	м3/кг	u1t – по i-s диаграмме	0.038	0.0425	0.0474
	Полный изоэнтропийный перепад сопловой решетки	кДж/кг		39.1		41.3
	Отношение давлений	—		0.89	0.87	0.864
	Абсолютная теоретическая скорость за сопловой решеткой	м/с
	Скорость звука за сопловой решеткой	м/с
	Число Маха	—		0.436	0.453	0.461
	Выходное сечение сопл решетки (по полному расходу пара)	мм2
	Число гребешков диафрагменного уплотнения	—	z1y - принимаем
	Диаметр вала под уплотнениями	мм	dy1 - принимаем
	Радиальный зазор уплотнения	мм		0,34	0,34	0,34
	Площадь кольцевого зазора в уплотнении	мм2		363,2	363,2	363,2
	Величина утечки через диафрагменное уплотнение	кг/с		0.76	0.71	0.68
	Расход пара через сопловую решетку	кг/с		198.2	198.3	198.3
	Площадь выходного сечения сопловой решетки	мм2
	Эффективный угол выхода сопловой решетки	°	a1э - задается
	Степень парциальности ступени	—	е - задается
	Высота сопловой решетки	мм
	Профиль сопловой решетки	—	Атлас профилей	С9015А	С9015А	С9015А
	Угол установки	°	aу - атлас профилей
Осевая ширина	мм	В1 - атлас профилей	51,5	51,5	51,5
Хорда профиля	мм		83,6499	83,6499	83,6499
	Шаг сопловой решетки	мм		62.91	62.91	62.91
	Количество сопловых каналов	шт
	Ширина соплового канала в выходном сечении (горло сопла)	мм		14.2	14.2	14.2
	Коэффициент потерь энергии сопловой решетки	—	x1 – по приложению 2	0,0542	0,0544	0,0544
	Коэффициент скорости	—		0.97	0.973	0.973
	Скорость потока за соплами	м/с
	Отношение скоростей	—		0.55	0.536	0.539
	Угол направления относительной скорости за сопловой решеткой	°		24.6	24.1	24.1
	Относительная скорость	м/с
	Потеря энергии сопловой решетки	кДж/кг		2.1	2.12	2.18
	Изоэнтропийный теплоперепад рабочей решетки	кДж/кг		4.2	4.3	4.4
	Располагаемая энергия рабочей решетки	кДж/кг		13.2	15.7	15.9
	Теоретическая относительная скорость за рабочей решеткой	м/с
	Давление за рабочей решеткой	МПа	Р2 – по i-s диаграмме	8.2	7.18	6.25
Теоретический удельный объем за рабочей решеткой	м3/кг	u2t – по i-s диаграмме	0.038	0.0429	0.048
	Скорость звука за рабочей решеткой	м/с
	Число Маха	—		0.254	0.279	0.286
	Параметры заторможенного потока перед рабочей решеткой: а) давление	МПа	`Р1 – по i-s диаграмме	8.56	7.55	6.59
б) удельный объем	м3/кг	`u1 – по i-s диаграмме	0.0375	0.0413	0.0461
	Отношение давлений	—		0.958	0.951	0.948
	Угол потока за рабочей решеткой	°	b2э = b1-4	20.6	20.1	20.1
	Высота рабочей решетки по полному расходу	мм
	Диаметр надбандажного уплотнения	мм
	Веерность ступени	—		30.2		22.2
	Реакция на периферии ступени	—		0,159	0,165	0,168
	Утечки через верхний зазор рабочих лопаток	кг/с		1.7	1.8
	Расход пара через рабочую решетку	кг/с		196.5	196.5	196.3
	Площадь выходного сечения рабочей решетки	мм2
	Выходная высота рабочей решетки	мм				51.9
	Профиль рабочей решетки	—	Атлас профилей	Р3021А	Р3021А	Р3021А
	Шаг рабочей решетки	мм		14.6	14.6	14.6
	Угол установки	°	bу - атлас профилей
Осевая ширина	мм	В2 - атлас профилей
Хорда профиля	мм		25.38	25.38	25.38
	Количество каналов рабочей решетки	шт
	Ширина канала в выходном сечении	мм		5,1	5.1	5.1
	Коэффициент скорости рабочей решетки	—		0.94	0.938	0.944
	Коэффициент потерь в рабочей решетке	—	x2 – приложение 2	0.12	0.114	0.108
	Относительная скорость за рабочей решеткой	м/с				170.2
	Угол направления абсолютной скорости за рабочей решеткой	°		85.2	82.3	80.6
	Абсолютная скорость за рабочей решеткой	м/с			57.5	58.9
	Потеря энергии рабочей решетки	кДж/кг		1.64	1.92	1.78
	Потеря с выходной скоростью	кДж/кг		1.4	1.7	1.73
	Располагаемая энергия ступени	кДж/кг		42.3	43.6	44.6
	Относительный лопаточный КПД	—		0.898	0.895	0.902
	Относительная потеря энергии от утечек через диафрагму	—		0.0042	0.0041	0.004
	Относительная потеря энергии от утечки поверх раб. лопатки	—		0.0086	0.0085	0.0084
	Потеря энергии от утечек	кДж/кг		0.53	0.54	0.53
	Мощность трения и вентиляции	кВт		66.4	62.8	59.5
	Тепловая потеря от трения и вентиляции	кДж/кг		0.51	0.478	0.445
	Относительная потеря от выколачивания	—
	Относительная потеря от трения и вентиляции	—		0.013	0.0116	0.011
	Тепловая потеря от выколачивания	кДж/кг
· 884	Относительная потеря от влажности	·
· 885	Тепловая потеря от влажности	· к кДж/кг
	Внутренний теплоперепад ступени	кДж/кг		37.2	38.2	38.3
	Внутренний относительный КПД ступени	—		0.879	0.876	0.859
	Внутренняя мощность ступени	кВт

Турбина в целом:

На основе машинного расчета:

электрическая мощность

внутренний относительный КПД турбины

.

Рис. 6. Процесс расширения пара в 1-ой нерегулируемой ступени.

Рис. 7. Процесс расширения пара во 2-ой неругулируемой ступени.

Рис. 8. Процесс расширения пара в 3-ей нерегулируемой ступени.

Треугольники скоростей:

1-ой ступени

2-ой ступени