Далее определяем все элементы входного треугольника скоростей, /рисунок 2.11/
Рисунок 2.11 – Треугольник скоростей на выходе из сопловой решетки (на входе в рабочую решетку)
Потеря энергии в сопловой решётке, по формуле (2.87) кДж/кг,
Теоретическая относительная скорость выхода из рабочей решётки, м/с,
(2.125)Скорость звука рабочей решётки определим по формуле (2.97), м/с
Число Маха рабочей решётки определим по формуле (2.98),
По прототипу выбирается хорда и шаг, м:
;Выходная площадь рабочей решетки, по формуле (2.100), м2,
Угол выхода из рабочей решётки определим по формуле (2.101), град,
Действительная скорость выхода из рабочей решётки, по формуле (2.102), м/с,
Абсолютная скорость выхода из ступени, по формуле (2.104), м/с,
Угол выхода потока из ступени, град,
Затем осуществляем построение выходного треугольника скоростей, /рисунок 2.12/
Рисунок 2.12 – Треугольник скоростей на выходе из ступени
Шаг рабочих лопаток, м,
(2.127)Число рабочих лопаток, по формуле (2.123), шт.,
Потеря энергии в рабочей решетке первого венца определим по формуле (2.103), кДж/кг,
Потеря с выходной скоростью, по формуле (2.109), кДж/кг,
Располагаемая энергия ступени, кДж/кг,
Относительный лопаточный КПД,
(2.128) (2.129)Коэффициент потерь от трения боковых поверхностей рабочего колеса в паровой среде,
(2.130)Потери от трения, кДж/кг,
(2.131)Коэффициент потерь от протечек через диафрагменное уплотнение,
(2.132)где
- площадь зазора в уплотнении, м2;- диаметр уплотнения, м;
- радиальный зазор в уплотнении, м; - коэффициент расхода уплотнения; =5÷7 – число гребней уплотнения.Коэффициент потерь от протечек через бандажное уплотнение поверх рабочих лопаток,
(2.133)где
(2.134)где
; - радиальный и осевой зазоры;Z– число гребней бандажного уплотнения (обычно Z=2).
Суммарная потеря от утечек, кДж/кг,
(2.135) (2.136)Коэффициент потерь от влажности,
(2.137)где y0, y2 степень влажности перед и за ступенью, y=1‑x; x‑степень сухости.
Потери от влажности, кДж/кг,
(2.138)Использованный теплоперепад ступени, кДж/кг,
(2.139)Внутренний относительный КПД,
(2.140)Внутренняя мощность ступени, кВт,
(2.141) .Расчет последующих осевых ступеней производится аналогичным образом. Результаты расчета представлены в таблице 2.4. Процессы расширения пара и треугольники скоростей этих ступеней представлены в приложении А.
2.18 Детальный расчет второй и третьей (с двойным выхлопом в конденсатор) осевых ступеней ЦНД
Исходные данные к расчету сведем в таблицу 2.3
Таблица 2.3 – Исходные данные к расчету
Наименование параметров | Обозначение | Номер ступени | ||
2-я осевая | 3-я осевая с двойным выхлопом в конденсатор | |||
1-й выхлоп | 2-й выхлоп | |||
Корневой диаметр ступени, м | 1,6 | 1,6 | 1,8 | |
Длина рабочей лопатки, м | 0,85 | 1,2 | 1,2 | |
Средний диаметр ступени, м | 2,45 | 2,8 | 3,0 | |
Степень реактивности | 0,554 | 0,649 | 0,617 | |
Давление пара перед ступенью, бар | 0,6625 | 0,1978 | 0,1978 | |
Удельный объем пара перед ступенью, | 2,482 | 7,2596 | 7,2596 | |
Расход пара на ступень, кг/с | G | 191,14 | 95,57 | 95,57 |
Таблица 2.4 – Детальный расчет второй и третьей (с двойным выхлопом в конденсатор) осевых ступеней ЦНД
Наименование величин | Расчетная формула | Ступень | |||
вторая осевая | третья осевая с двойным выхлопом в конденсатор | ||||
1-йвыхлоп | 2-йвыхлоп | ||||
Окружная скорость, м/с | 384,845 | 439,823 | 471,239 | ||
Располагаемый теплоперепад в сопловой и рабочей решётках, кДж/кг | 82,906103,044 | 80,636149,364 | 88,038141,962 | ||
Параметры пара за решётками,барбар | по i – s диаграмме | 0,39440,1978 | 0,11090,0343 | 0,10490,0343 | |
3,9287,2596 | 12,17935,04 | 12,80235,04 | |||
Теоретическая абсолютная скорость выхода из сопловой решётки, м/с | 407,199 | 401,588 | 419,615 | ||
Скорость звука в потоке пара за сопловой решёткой, м/с | 448,772 | 419,028 | 417,829 | ||
Число Маха сопловой решётки | 0,907 | 0,958 | 1,004 | ||
Выходная площадь сопловой решётки, | 1,901 | 2,988 | 3,006 | ||
Высота сопловых лопаток, м | 0,826 | 1,176 | 1,176 | ||
Эффективный угол выхода из сопловой решетки, град. | 17,4 | 16,8 | 15,72 | ||
Хорда профиля и относительный шаг сопловой решетки, м | 0,2280,95 | 0,2510,96 | 0,2510,96 | ||
Коэффициент скорости сопловой решетки | 0,971 | 0,971 | 0,971 | ||
Действительная абсолютная скорость выхода из сопел, | 395,391 | 389,942 | 407,446 | ||
Шаг сопловых лопаток, м | 0,217 | 0,241 | 0,241 | ||
Число сопловых лопаток, шт. | 36 | 37 | 39 | ||
Относительная скорость пара на входе в рабочую решётку, м/с | 118,479 | 130,874 | 135,766 | ||
Угол входа в рабочую решётку, град. | 93,62 | 120,68 | 125,61 | ||
Потеря энергии в сопловой решётке, | 4,739 | 4,609 | 5,032 | ||
Теоретическая относительная скорость выхода из рабочей решётки, м/с | 469,176 | 562,01 | 549,869 | ||
Скорость звука рабочей решётки, м/с | 432,057 | 395,276 | 395,276 | ||
Число Маха рабочей решётки | 1,086 | 1,422 | 1,391 | ||
Хорда профиля и относительный шаг рабочей решетки, м | 0,1590,75 | 0,1780,76 | 0,1780,76 | ||
Выходная площадь рабочей решетки, | 3,049 | 6,137 | 6,272 | ||
Угол выхода из рабочей решётки, град. | 27,78 | 35,52 | 33,71 | ||
Коэффициент скорости рабочей решетки | 0,961 | 0,963 | 0,963 | ||
Действительная скорость выхода из рабочей решётки, м/с | 450,878 | 541,216 | 529,524 | ||
Абсолютная скорость выхода из ступени, м/с | 210,614 | 314,44 | 295,485 | ||
Угол выхода потока из ступени, град. | 86,17 | 89,87 | 96 | ||
Шаг рабочих лопаток, м | 0,119 | 0,135 | 0,135 | ||
Число рабочих лопаток, шт. | 65 | 65 | 70 | ||
Потеря энергии в рабочей решетке первого венца, | 8,417 | 11,47 | 10,98 | ||
Потеря с выходной скоростью, | 22,179 | 49,436 | 43,656 | ||
Располагаемая энергия ступени, | 185,95 | 230 | 230 | ||
Относительный лопаточный КПД | 0,810,81 | 0,7150,715 | 0,7410,741 | ||
Коэффициент потерь от трения боковых поверхностей рабочего колеса в паровой среде | |||||
Потери от трения, | 0,15 | 0,221 | 0,221 | ||
Коэффициент потерь от протечек через диафрагменное уплотнение | |||||
Коэффициент потерь от протечек через бандажное уплотнение поверх рабочих лопаток | |||||
Суммарный коэффициент потерь от утечек | |||||
Суммарная потеря энергии от утечек, | 0,1 | 0,086 | 0,088 | ||
Коэффициент потерь от влажности | 0,058 | 0,065 | 0,062 | ||
Потери от влажности, | 10,712 | 14,941 | 14,299 | ||
Использованный теплоперепад ступени, | 139,652 | 149,236 | 155,723 | ||
Внутренний относительный КПД | 0,751 | 0,649 | 0,677 | ||
Внутренняя мощность ступени, кВт | 26690 | 14260 | 14880 |
2.19 Расчет сетевых подогревателей