Предварительный расчёт первой нерегулируемой ступени цилиндра

Предварительный расчёт 1-й ступени ЦВД ведём при принятом диаметре 1-й ступени и ряде других величин формулы (4.2.) [1], и определяем высоту сопловой решётки этой ступени l₁:

l₁ = м;

где G_о¹ – секундный массовый расход пара через первую ступень цилиндра, кг/с; v_1t – удельный объём пара в конце теоретического процесса расширения пара в соплах, м³/кг; х_ф1 – относительная окружная скорость первой ступени; μ₁ – коэффициент расхода для сопловой решётки; е – степень парциальности ступени, принимается е = 1; d₁ = средний диаметр первой ступени цилиндра, м; n – частота вращения ротора цилиндра, 1/с; ρ = степень реактивности на среднем диаметре; α_1эф – эффективный угол сопловой решётки на выходе, град.

Средний диаметр первой ступени цилиндра d₁ 1.809 м.

Найдём окружную скорость движения рабочих лопаток, вычисляя по среднему диаметру ступени:

где n – частота вращения ротора (n = 25 1/с).

u = 142.0065 м/с.

Определим относительную окружную скорость первой ступени:

х_ф = u/с_ф =

где φ – скоростной коэффициент сопел, в предварительном расчёте можно принимать равным φ = 0,95…0,97; α₁ – угол выхода потока из сопел, α₁ = α_1эф, для турбин большой мощности α_1эф принимают 12…14˚; ρ – степень реактивности на среднем диаметре, принимают 0,12…0,17.

х_ф = 0.51

Найдем фиктивную скорость по формуле:

с_ф = u/х_ф, м/с,

с_ф =142.0065/0.51 =578.444 м/с.

Из точки А₀^' на диаграмме h – S(рисунок 1.1), характеризующей состояние пара перед 1 – й ступенью ЦВД, вниз по вертикали откладывается величина теплоперепада на сопла 1 – й ступени:

кДж/кг,

где – располагаемый теплоперепад на ступень, взятый от полных параметров:

кДж/кг,

где с_о – скорость входа потока в сопла первой ступени, м/с; в предварительном расчёте можно принять с_о = 0; χ_о – коэффициент использования входной кинетической энергии.

= 38.7 кДж/кг,

= 38.7*(1-0,15) = 32.895 кДж/кг.

При оговоренных условиях , а где H¹_ос – располагаемый теплоперепад на сопла первой ступени, взятый от статических параметров, кДж/кг.

На рисунке 1.1 точка А_1t – окончание теоретического процесса расширения пара в соплах, удельный объём в точке А_1t и будет v_1t.

В предварительном расчёте коэффициент расхода μ₁ принимаем 0,97.

По диаграмме h – S находим v_1t, он равен 0,0285 м³/кг. Далее определяем высоту сопловой решётки:

м.

Дата добавления: 2015-07-20