Проектування парової турбіни (стр. 5 из 16)

де

- витрата через ступінь,

- питомий об'єм у горловому перерізі соплових решіток,

- коефіцієнт витрати сопла [1].

Якщо відношення тисків дорівнює або менше критичного, то площу сопел у горловому перерізі

, визначаємо з вираження:

де

;

- тиск перед ступенем,

- питомий об'єм перед ступенем,

якщо

; у вологої пари

Знаючи площу сопел, і зберігши прийняте раніше значення кутів

можна обчислити,

Оптимальні з погляду ККД ступеня значення степені парціальності для одновінцевого ступеня

, може бути розраховане за виразом:

Знаючи оптимальну парціальність, знаходимо висоту сопел

При цьому обрану степінь парціальності

зберігають у межах відсіку проточної частини (між відборами).

Висоти робочих лопаток у першому наближенні можна визначити шляхом додавання до висоти сопел значення передаху [1], що залежить від висоти соплових лопаток.

Прийнявши те або інше значення передаху, визначаємо висоту лопаток:

Розрахунок зводимо в таблицю 2.3.

Перш ніж перейти до докладного розрахунку, варто переконатися в плавності проточної частини, для чого необхідно побудувати так званий конус проточної частини. Побудова конуса, представлена на рис. 2.4.

Найменування величини		Номер ступеня
Найменування величини		2	3	4	5	6
Секундна витрата пари G, кг/с		21,129	21,129	21,129	21,129	21,129
Тиск пари перед ступенем P₀^*, МПа		2,759	2,259	1,835	1,502	1,200
Тиск пари за соплами P_c, МПа		2,308	1,881	1,542	1,239	0,999
Удільний об’єм за соплом v_c, м³/кг		0,122	0,144	0,169	0,202	0,240
Теплоперепад на сопловий апарат hc, кДж/кг		51,068	50,411	46,196	48,970	44,735
Швидкісний коефіцієнт сопла φс		0,97	0,97	0,97	0,97	0,97
Швидкість витікання пари із сопел C_1t, м/с		319,58	317,52	315,209	312,952	310,174
Відношення тисків P_c/P₀^*		0,837	0,833	0,840	0,825	0,833
Коеф. витрати сопла μ_с		0,956	0,958	0,959	0,961	0,962
Площа горлового зрізу сопел F_c, м²		0,008	0,010	0,012	0,014	0,017
Середній діаметр соплового апарату Dc.cp		0,873	0,876	0,88	0,884	0,89
Кут виходу пари із сопел α_1ср, град		10	10,5	11	11,5	12
Степінь парциальности ε		0,666	0,706	0,749	0,800	0,855
Висота соплових решіток l_c,мм		26,625	28,253	29,943	32,005	34,194
Величина передаху	Δ_к, мм	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000
Величина передаху	Δ_н, мм	2,000	2,000	2,000	2,000	2,000
Висота робочої лопатки l_л, мм		29,625	31,253	32,943	35,005	37,194

Найменування величини		Номер ступеня
Найменування величини		7	8	9	10	11
Секундна витрата пари G, кг/с		19,907	19,907	19,907	19,907	19,103
Тиск пари перед ступенем P₀^*, МПа		0,965	0,730	0,555	0,406	0,298
Тиск пари за соплами P_c, МПа		0,754	0,576	0,425	0,315	0,220
Удільний об’єм за соплом v_c, м³/кг		0,300	0,373	0,475	0,605	0,809
Теплоперепад на сопловий апарат hc, кДж/кг		57,487	52,360	55,361	49,965	55,568
Швидкісний коефіцієнт сопла φс		0,97	0,97	0,97	0,97	0,97
Швидкість витікання пари із сопел C_1t, м/с		339,07	335,56	332,750	327,782	333,369
Відношення тисків P_c/P₀^*		0,781	0,788	0,766	0,775	0,738
Коеф. витрати сопла μ_с		0,964	0,965	0,967	0,968	0,969
Площа горлового зрізу сопел F_c, м²		0,018	0,023	0,029	0,038	0,048
Середній діаметр соплового апарату Dc.cp		0,922	0,93	0,936	0,95	0,988
Кут виходу пари із сопел α_1ср, град		12,5	13	13,5	14	14,5
Степінь парциальности ε		0,855	0,934	1,000	1,000	1,000
Висота соплових решіток l_c,мм		34,210	37,377	42,892	52,639	61,541
Величина передаху	Δ_к, мм	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000
Величина передаху	Δ_н, мм	2,000	2,000	2,000	2,000	2,000
Висота робочої лопатки l_л, мм		37,210	40,377	45,892	55,639	64,541

Найменування величини		Номер ступеня
Найменування величини		12	13	14	15	16	17
Секундна витрата пари G, кг/с		19,103	19,103	15,888	15,888	15,888	15,888
Тиск пари перед ступенем P₀^*, МПа		0,204	0,138	0,089	0,052	0,029	0,016
Тиск пари за соплами P_c, МПа		0,150	0,100	0,062	0,037	0,021	0,011
Удільний об’єм за соплом v_c, м³/кг		1,134	1,630	2,511	4,015	6,753	11,862
Теплоперепад на сопловий апарат hc, кДж/кг		53,075	52,971	57,399	53,280	49,687	46,563
Швидкісний коефіцієнт сопла φс		0,97	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97
Швидкість витікання пари із сопел C_1t, м/с		337,10	336,75	338,81	326,43	315,23	305,16
Відношення тисків P_c/P₀^*		0,736	0,727	0,696	0,701	0,704	0,705
Коеф. витрати сопла μ_с		0,971	0,972	0,974	0,975	0,977	0,978
Площа горлового зрізу сопел F_c, м²		0,066	0,095	0,121	0,200	0,348	0,631
Середній діаметр соплового апарату Dc.cp		1,036	1,09	1,171	1,25	1,316	1,374
Кут виходу пари із сопел α_1ср, град		15	15,5	16	16,5	17	17,5
Степінь парциальности ε		1,000	1,000	1,000	1,000	1,000	1,000
Висота соплових решіток l_c,мм		78,580	103,95	119,27	179,69	288,37	486,4
Величина передаху	Δ_к, мм	1,000	1,000	1,000	1,500	2,000	2,500
Величина передаху	Δ_н, мм	2,000	2,000	2,000	2,500	3,000	3,500
Висота робочої лопатки l_л, мм		81,580	106,95	122,27	183,69	293,37	492,4

1.2 Уточнення процесу розширення в ступенях

На першій стадії розрахунків проточної частини визначали геометрію ступенів при заданих значеннях коефіцієнтів швидкості, витрати й ККД. У наступних розрахунках ККД ступенів обчислюють по відомих геометричних характеристиках решітки і режимних характеристик ступенів, які були знайдені на попередньому етапі розрахунку з урахуванням коректування після побудови конуса проточної частини, якщо така була.