Расчет сопловой решетки

1. По исходным данным строится процесс расширения в регулирующей ступени в iS -диаграмме (рис. 1); КПД берется из диапазона 0.7…0.73.

2. Располагаемый теплоперепад сопловой решетки

= (1—0,05) 85 = 80,75 кДж/кг.

3. Давления за сопловой решеткой, также как удельный объем определяются по is-диаграмме или по таблицам [3]: =13.24 Мпа и за ступенью =13.06 Мпа.

4. Удельный объем пара в конце идеального расширения в сопловой решетке V_1t=0,023 м³/кг.

5. Теоретическая скорость потока на выходе из сопловой решетки

6. Условная фиктивная скорость

7. Принимается отношение скоростей

=0.40 из рекомендуемого диапазона 0,38÷0,49.

8. Окружная скорость на среднем диаметре

= 0,40*412,30= 164,92 м/с

и средний диаметр ступени

9. Число Маха теоретического потока за сопловой решеткой:

,

где а_1t - местная скорость звука,

=401,86/ =0.64.

10. При M_1t <l,0 имеет место докритическое истечение и выходная площадь сопловой решетки равна:

=0.014 м²,

где G — расход пара через сопловую решетку ступени, кг/с; m ₁— коэффициент расхода, может быть определен по графикам на рисунке 2 или на рис. 3.4 [1]; для перегретого пара μ =0,97.

11. Если М_1t>1, то истечение сверхзвуковое и минимальное сечение сопловой решетки определяется исходя из того, что в нем скорость потока равна местной скорости звука

где Ро', Па; V_O¢ м³/кг; Go, кг/с.

Эффективный угол выхода потока из сопловой решетки и угол отклонения его на участке косого среза d= определяется по приближенной формуле Бэра:

,

в которой критическая скорость для перегретого пара

Ро', Па; V_O¢ м³/кг;

.

Удельные объемы V_O, V_1t, V_* определяются по iS-диаграмме в точках пересечения изоэнтропы расширения в сопловой решетке с:изобарами Ро', P₁ и Р_*.

(Более подробно с численным примером см.[2] стр.82…83.).

12. Высота сопловых лопаток регулирующей ступени

,

где е — степень парциальности, для турбин с большими расходами пара и расположением сопел по всей окружности е= 0,8... 0,85; (при подводе перегрузочного пара через дополнительную группу сопел, на расчетном режиме е=0,65... 0,75),

принимается е==0,80;

α ₁— угол потока за сопловой решеткой, принимается α ₁=12° из рекомендованного диапазона 12... 14°.

13 По величинам М_1t, α_O =90°; α_1Э,=12º пользуясь данными [4] или таблицы 2, подбирается профиль сопловой решетки С-90-12 А и ее конструктивные размеры:

относительный шаг = 0.8;

хорда профиля b ₁=70 мм из рекомендуемого диапазона 50¸100 мм;

шаг сопловой решетки t =70*0.8=56 мм;

установочный угол =33°; ширина решетки =70*0.5446=38 мм.

Таблица 2

Обозначение профилей	град.	град.		град.
С-9012А 10—14 70—120 0,72—0,87 31—35 0,60—0,85
С-9018А 16—20 70—120 0,7 —0,8 40—44 0,5 —0,85
С-9022А 20—24 70—120 0,7 —0,8 43—46 0,6 —0,95
С-9027А 24—30 70—120 0,65—0,75 46—50 0,6—0,9
С-9033А 30—36 70—120 0,62—0,75 51—59 0,65—0,95
С-9038А 35—42 70—120 0,6 —0,73 60-67 0,65—0,95
С-5515А 12—18 45—75 0,72—0,87 51—57 0,7 -0,95
С-4525А 21—28 35—65 0,6—0,75 63—69 0,65—0,95
С-6035А 32—38 45—85 0,42—0,65 70—75 0,7 —0,95
Р-2314А 12—16 20—30 0,6—0,75 75—80 0,75-0,95
Р-2617А 15—19 23—35 0,6—0,7 75—80 0,75—0,95
Р-3525А 22—28 30—50 0,55—0,65 78—82 0,6 —0,85
Р-5535А 32—38 50—70 0,42—0,52 77—81 0,55—0.85
С-9012Б 10—14 70—120 0,72—0,87 31—35 0,85—1,1
С-9015Б 13—17 70—120 0,7—0,85 35—40 0,85—1,1
С-9018Б 16—20 70—120 0,7—0,8 40—44 0,85—1,1
Р-2717Б 15—19 23—45 0,57—0,65 76—81 0,8—1,1
Р-3525Б 22—28 30—50 0,55—0,65 77—81 0,85—1,1
Р-4629Б 25—32 44—60 0,53—0,62 77—81 0,85—1,1

14. Число сопловых лопаток .=3.14*1081*0.8/56=47,12

Минимальная ширина сопловых каналов .=56*0.208=11.65 мм.

15. Суммарный коэффициент потерь энергии в сопловой решетке определяется по характеристикам выбранного профиля, приведенным в атласе[4]. В студенческом проекте коэффициенты потерь энергии в сопловых , а также и в рабочих решетках можно приближенно оценить через коэффициенты скорости сопловых φ и рабочих ψ решеток по графикам на рисунках 3 и 4 или по рис. 2.36.[1]: φ=0.955;

16. Потеря энергии в сопловой решетке

.=0.088*161491/2000=7.11 кДж/кг.

17. Действительная скорость истечения из сопел, м/с,

.=0.955*401,86=383.77 м/с.

18. Угол направления относительной скорости за сопловой решеткой W

.=0.208/(0.978-164,92/383.77)=0.379; =20.7˚

19. Относительная скорость пара на входе в рабочую решетку

.=383.77*0.208/0.353=226.13 м/с

20. Проекции скорости

Дата добавления: 2015-07-07