Расчет первой ступени

Теплоперепад, срабатываемый в сопловом аппарате турбины определяется по уравнению

.

Давление на выходе из соплового аппарата

,

где e - коэффициент давления, e = 1,01…1,03. Принимаем e = 1,015

.

Теоретическая абсолютная скорость выхода газа из соплового аппарата турбины равняется

,

где С_о – скорость входа потока в аппарат, принята равной 70 м/с,

.

Действительная скорость выхода газа из соплового аппарата турбины равняется

.

Потери энергии в сопловом аппарате определяются по уравнению

.

Действительный теплоперепад в сопловом аппарате равняется

.

Параметры газа на выходе из соплового аппарата

Энтальпия

.

Температура газа на выходе из соплового аппарата

.

Удельный объем газа

или .

Далее рассчитываем величину окружной скорости на рабочем колесе первой ступени по уравнению м/с, для V к олеблется в пределах 0,55…0,8. Принимаем V = 0,7,

тогда

м/с.

Выбираем угол выхода потока из соплового аппарата

.

Для первой ступени принимаем .

Рассчитываем относительную скорость входа потока в каналы рабочего колеса

или м/с.

Определяем величину угла входа потока газа в рабочее колесо с относительной скоростью

или

Затем проводится построение треугольника скоростей с целью графического определения значений и и представляется в записке.

Рассчитываем располагаемый теплоперепад на рабочих лопатках колеса первой ступени

или

Определяем величину давления газа за рабочим колесом первой ступени

или

.

Определяем теоретическую относительную скорость выхода потока газа из рабочего колеса первой ступени

или

Действительная скорость выхода потока из рабочего колеса первой ступени будет равна , где коэффициент скорости рабочего колеса

. Принято . Тогда .

Определяем величину потерь энергии в рабочем колесе первой ступени

или .

Рассчитываем величину использованного теплоперепада

или .

Определяем параметры газа за рабочим колесом первой ступени.

Энтальпия газа будет равна:

или

Температуру газа на выходе из колеса первой ступени определим, используя уравнение

или .

Рассчитаем удельный объем газа

или .

Определяем абсолютную скорость газа на выходе из рабочего колеса и угол выхода

,

где К – коэффициент загромождения решетки, равный 0,9…0,92, для расчета принято К = 0,9,

- средний диаметр рабочего колеса, определяемый по величине окружной скорости

или .

Длина рабочей лопатки равняется .

Длину сопловой лопатки определим по уравнению

или ,

тогда

,

и .

Абсолютная скорость

или

.

Дополнительно величины скорости и угла определяются методом построения треугольников скоростей (Рис. 6.)

Рис. 6. Треугольники скоростей первой ступени. , , , , , , ,

Далее рассчитываем работу газа на окружности рабочего колеса в первой ступени турбины

или

.

Определяем окружной КПД ступени

или .

Определяем дополнительные внутренние потери энергии

Потери мощности на преодоление сил трения и вентиляцию

или

.

Потери энергии при этом составят

или

.

Потери энергии на утечку газа

или .

Далее определяем внутреннюю работу первой ступени

или .

В заключение расчета в координатах строится процесс расширения газа в первой ступени турбины с учетом всех учтенных потерь энергии (Рис. 7.)

Параметры газа на выходе из первой ступени турбины:

Энтальпия

или .

Температура

или К.

Удельный объем:

или .

Дата добавления: 2015-10-24