Расчет регулирующей ступени

Определение кинематических параметров потока и относительного лопаточного КПД

Регулирующая ступень, согласно прототипу, одновенечная.

Окружная скорость на среднем диаметре ступени

U=πd_срn

Принимаю средний диаметр ступени d_ср=1м

U=3,14·1·50=157 м/с

Для выбора оптимального соотношения U/C_ф зададимся рядом значений

U/C_ф =0,425; 0,45; 0,475; 0,495

Принимаю степень реактивности =0,03

Коэффициент скорости соплового аппарата =0,95

Произведем расчет для соотношения U/C_ф=0,4

Данные всего расчёта сводятся в таблицу 2.

Условная скорость равна

Изоэнтропический перепад энтальпий, соответствующий условной скорости

Изоэнтропийный перепад энтальпий, срабатываемый на рабочих лопатках

Изоэнтропийный перепад энтальпий, срабатываемый в соплах

Теоретическая скорость пара на выходе из сопел

Действительная скорость пара на выходе из сопел

Принимаю угол выхода потока из сопловых лопаток , тогда относительная скорость пара на входе в рабочие лопатки и её направления – угол определяем из входного треугольника скоростей: ;

Теоретическая относительная скорость пара на выходе из рабочих лопаток

По скорости и степени реактивности , определяем коэффициент скорости рабочих лопаток

Действительная относительная скорость потока на выходе из рабочих лопаток

Угол выхода потока пара из рабочих лопаток принимаем

Из выходного треугольника скоростей определим абсолютную скорость пара на выходе из рабочей решетки и её направление ;

Потери энергии в сопловом аппарате и рабочих лопатках

Потери энергии с выходной скоростью

Относительный лопаточный КПД с учётом потерь равен

Из диаграммы определим объемы и

;

Определяем высоту сопловой лопатки

Высота рабочей лопатки

Определим мощность, теряемую на преодоление сил трения и вентиляцию

, где ; ; ; ; ;

Определим относительную величину потерь на трение и вентиляцию

Относительный внутренний КПД

Таблица 2 - Расчет регулирующей ступени

№ п/п	Расчетные величины и формулы	Размерность	U/C0
0,425	0,45	0,475
		м/с
		м/с	369,41	348,88	330,5
		кДж/кг	68,23	60,85	54,62
	(принимаем)	–	0,03
	=	кДж/кг	66,18	59,02	52,98
		кДж/кг	2,0469	1,8255	1,6386
		м/с	363,81	343,57	325,5
	(принимаем)	–	0,95
		м/с	345,62	326,4	309,23
	(принимаем)	град
	(из треугольника скоростей)	м/с	202,88	182,784	167,6
	(из треугольника скоростей)	град
		град
		м/с	212,07	192,51	177,11
	(из графика)	–	0,9223	0,927	0,9292
		м/с	195,59	178,44	164,57
	(из треугольника скоростей)	м/с	92,62	88,78	87,82
	(из треугольника скоростей)	град
		кДж/кг	6,452	5,752	5,164
		кДж/кг	3,359	2,6096	2,142
		кДж/кг	4,289	3,941	3,856
		кДж/кг	14,1	12,3026	11,162
		–	0,7933	0,7978	0,7956
		м/с	328,704	310,42	294,095
		м/с	14,48	-1,549	-18,258
		м/с	343,184	308,871	275,837
		–	0,7896	0,7968	0,7929
	(из h-S диаграммы)	МПа	18,2	18,8	19,2
	(из h-S диаграммы)	оС	495,37	500,1	503,59
	(по таблицам)	м3/кг	0,016404	0,015957	0,01568
	(принимаем)	–
		м	0,05172	0,05327	0,05528
	(из h-S диаграммы)	МПа		18,6	19,2
	(из h-S диаграммы)	оС	496,23	500,72	504,07
	(по таблицам)	м3/кг	0,016659	0,016188	0,01590
		м	0,06132	0,0614	0,0623
		кг/м3	60,494	62,22	63,306
	;А=2;	кВт	151,597	155,923	158,644
		–	0,002259	0,00261	0,00295
		–	0,79104	0,79519	0,79265
		кВт	53065,92	47574,4	42567,2
	,	м/с	627,76	629,27	630,55
		–	0,551	0,518	0,4904
	Профиль сопловой лопатки (из таблиц)	–	С-90-18А
	,	м/с	629,14	630,43	631,6
		–	0,311	0,283	0,261
	Профиль рабочей лопатки (из таблиц)	–	Р-35-25А

Построение треугольников скоростей одновенечной регулирующей ступени изображено на рис.4. Зависимость относительного внутреннего КПД и U/C_О изображена на рис.5. Из построенной зависимости определяем , который равен 0,45. Для этого значения рассчитали регулирующую ступень.