Расчет регулирующей одновенечной ступени сведен в табл.2.1. Расчет потерь, относительного внутреннего КПД и мощности регулирующей ступени, сведен в табл. 2.2. По результатам расчета построены треугольники скоростей регулирующей ступени (рис. 2.1).
Таблица 2.1
Тепловой расчет регулирующей ступени
| № п/ппппппп | Показатель | Обознач. | Размерность | Формула или обоснование | Значение | |
| Расход пара | G | кг/с | Задано | 250,0 | ||
| Частота вращения | n | c-1 | Задано | |||
| Давление | p’0 | МПа | Из предварительного расчета | 12,2 | ||
| Энтальпия | h’0 | кДж/кг | f (P0, v0) по таблицам | 3443,0 | ||
| Удельный объем | v’0 | м3/кг | f(p0,h0) или по таблицам | 0,028 | ||
| Температура | t’0 | оC | f(p0,h0) по таблицам | |||
| Располагаемый теплоперепад на ступени | Hp0 | кДж/кг | Из предварительного расчета | 84,2 | ||
| Средний диаметр | dср | м | Из предварительного расчета | 1,1 | ||
| Окружная скорость | u | м/с | u = πdn | 172,8 | ||
| Отношение скоростей | xф=u/cф | - | хф=u/(103 2Hp0)0.5 | 0,421 | ||
| Степень реактивности | ρ | - | Принимаем | 0,03 | ||
| Изоэнтропийный перепад в сопловой решетке | Н0C | кДж/ кг | H0C=(1-ρ)/Hp0 | 81,7 | ||
| Теоретическая скорость пара на выходе из сопел | c1t | м/с | c1t=(103 2H0C)0.5 | 404,2 | ||
| Параметры пара за соплами при теоретич. процессе | Давление | P1 | МПа | f(p’0; v’0; H0c) | 9,5 | |
| Энтальпия | h1t | кДж/кг | h1t=h0-H0c | |||
| Уд. объем | v1t | м3/кг | f(h1t; p1) | 0,0340 | ||
| Число Маха | M1t | - | M1t=c1t/a1t | 0,624 | ||
| Коэффициент расхода | μ1 | - | По графику | 0,975 |
| Продолжение табл. 2.1 | ||||||
| Выходная площадь сопловой решетки | F1 | m2 | F1=(Gv1t)/(m1c1t) | 0,0216 | ||
| Эффективный угол выхода потока | α1эф | град. | Принимаем 8 - 16 град. | |||
| Степень парциальности | е | - | Выбирается на основе оптимизации | 0,780 | ||
| Высота решетки | l1 | м | l1=F1/(πde sin(α1)) | 0,0331 | ||
| Относительная высота решетки | 
| - |  ; b1-принимаем
| 0,441 | ||
| Профиль сопловой лопатки | - | - | Выбирается в зависимости от М1t, a0 и a1эф | С-9012А | ||
| Относительный шаг сопловой решетки | 
| - | По аэродинамическим характеристикам выбранной решетки | 0,850 | ||
| Угол установки профилей сопловой решетки | aу | град. | По аэродинамическим характеристикам выбранной решетки | 35,0 | ||
| Шаг профилей сопловой решетки | t1~ | м | 
| 0,064 | ||
| Число сопловых лопаток | z1~ | шт | z1~=(pde)/t1~ | 42,1 | ||
| Уточненное число сопловых лопаток | z1 | шт | Округляется z1~ до ближайшего целого цисла | |||
| Уточненное значение шага сопловой решетки | t1 | м | t1=pde/z1 | 0,063 | ||
| Коэффициент скорости | φ | - | По графику | 0,96 | ||
| Скорость выхода потока из сопловой решетки | c1 | м/с | c1=φc1t | 388,0 | ||
| Потери в соплах | ΔHC | кДж/кг | (1-φ2)H0C | 6,41 | ||
| Относительная скорость на входе в рабочую решетку | w1 | м/с | w1=(c12+u2-2uc1cosα1)0.5 | 224,3 | ||
| Угол входа относи- тельной скорости | b1 | град. | 
| 24,74 | ||
| Изоэнтропийный теплоперепад в рабочей решетке | Н0рл | кДж/ кг | H0рл=ρH0p | 2,53 | ||
| Продолжение табл. 2.1 | ||||||
| Теоретическая скорость на выходе из рабочей решетки | w2t | м/с | 
| 235,3 | ||
| Параметры пара за рабочей решеткой | Давление | p2 | МПа | f(p1; v1t; H0рл) | 9,4 | |
| Энтальпия | h2t | кДж/кг | H2t=h0+DHc- H0рл | |||
| Уд. объем | v2t | м3/кг | f(h2t; p2) | 0,0344 | ||
| Число Маха | М2t | - | M2t=w2t/a2t | 0,36 | ||
| Высота рабочих лопаток | l2 | м | l2=l1+Δ | 0,0361 | ||
| Коэффициент расхода | μ2 | - | По графику | 0,95 | ||
| Выходная площадь рабочей решетки | F2 | м2 | F2=(Gv2t)/(m2w2t) | 0,0385 | ||
| Угол выхода потока из рабочих лопаток | β2 | град. | β2=arcsin(F2/ πdel 2) | 23,31 | ||
| Относительная высота решетки | 
| - |  ; b2 - принимаем
| 0,7 | ||
| Профиль рабочей решетки | - | - | Выбирается в зависимости отМ2t, b1 и b2 | Р-3021А | ||
| Относительный шаг рабочей решетки | 
| - | По аэродинамическим характеристикам выбранной решетки | 0,580 | ||
| Угол установки профилей рабочей решетки | bу | град. | По аэродинамическим характеристикам выбранной решетки | 80,0 | ||
| Шаг профилей рабочей решетки | t2~ | м | 
| 0,0319 | ||
| Число рабочих лопаток | z2~ | шт | z2~=(pd)/t2~ | 108,3 | ||
| Уточненное число рабочих лопаток | z2 | шт | Округляется z2~ до ближайшего целого цисла | |||
| Уточненное значение шага рабочей решетки | t2 | м | t2=pd/z2 | 0,0317 | ||
| Коэффициент скорости | ψ | - | По графику | 0,94 | ||
| Относительная скорость выхода потока из РЛ | w2 | м/с | w2=ψw2t | 221,2 | ||
| Окончание табл. 2.1 | ||||||
| Потери в рабочей решетке | ΔHрл | кДж/кг | ΔHрл=(1-ψ2)w22t/2·103 | 3,22 | ||
| Абсолютная скорость потока за ступенью | C2 | м/с | C2=(w22+u2-2uw2cosβ2)0.5 | 92,6 | ||
| Угол выхода потока из ступени | α2 | град | 
| 70,88 |
Таблица 2.2.
Расчет потерь, относительного внутреннего КПД и мощности регулирующей ступени
| № п/п | Показатель | Обозна- чение | Формула или обоснование | Размер- ность | Значение |
| Потери энергии в сопловой решетке | DHc | п.25 табл 2.1. | кДж/кг | 6,41 | |
| Потери в рабочей решетке | DHрл | п.42 табл 2.1 | кДж/кг | 3,22 | |
| Потери с выходной скоростью | DHвс | DHвс=с22/2*103 | кДж/кг | 4,29 | |
| Относительный лопаточный КПД | hол | hол=(Hp0-DHс-DHрл2-DHвс)/Hp0 | - | 0,8347 | |
| Потери на трение диска | xT | xT=kTPd(u/cф)3/(pel1*sina1); kTP=6*10-3 -принимается из [1] | - | 0,0037 | |
| Потери от утечек | xY | xY= 
| - | 0,0156 | |
| Потери от парциальности (сумма потерь от венитиляции и сегментных потерь) | xn=xв+ +xсегм | 
| - | 0,0452 | |
| Относительный внутренний КПД | hоi | hоi=hол-xn-xY-xT | - | 0,7702 | |
| Использованный теплоперепад ступени | Hip | Hip=H0phоi | кДж/кг | 64,9 | |
| Окончание табл. 2.2 | |||||
| Внутренняя мощность ступени | Ni | Ni=GHip | кВт | 16225,0 | |
| Давление в камере регулирующего колеса | pp | pp=p'2 | МПа | 9,46 | |
| Энтальпия в камере регулирующего колеса | hp | hp=h0-Hip | кДж/кг | ||
| Уд. объем в камере регулирующего колеса | vp | f (hp,pp) | м3/кг | 0,0345 |