Расчет сопел

Для расчета сопла (направляющего аппарата) необходимо знать массовый расход пара через сопло G кг/сек; начальное давление пара Р₀; начальную температуру пара t₀ и давление за соплом Р₁

Знание этих параметров позволяет определить в i-s диаграмме начальную А₀ и конечную А_1t точки изоэнтропического расширения пара в сопле и найти изоэнтропический теплоперепад h^’_a, Дж. Если известна скорость потока перед соплом С₀, то по уравнению Бернулли можно определить и полную энтальпию i^*_t заторможенного потока и полный теплоперепад , Дж.

Расчет размеров сопла можно вести с помощью построения в i-s координатах процесса расширения пара в сопле или аналитическим путем.

В первом случае с i-s - диаграммы снимается величина адиабатического теплоперепада и по нему определяется теоретическая скорость истечения пара из сопла.

, м/сек или , м/сек

в зависимости от того учитывается входная скорость С₀ или не учитывается.

Действительная скорость истечения

где, скоростной коэффициент сопла выбирается из таблиц продувки соплового профиля или по рекомендациям

Точку А₁, конца действительного процесса расширения пара можно определить,

отложив вверх от точки А_1t потерю кинетической энергии в сопле.

Параметры пара в точке А₁ или А_1t позволяют рассчитать нужные размеры сопел.

Турбинные сопла как правило выполняются прямоугольного сечения в виде целого сегмента, так как пропустить весь расход пара через одно сопло и не целесообразно и невозможно.

В зависимости от величины срабатываемого теплоперепада каналы сопел могут иметь или суживающуюся форму (докритические сопла) или сужено-расширенную форму (сверхкритические сопла).

Как известно, критерием для выбора форме сопла служит так называемое критическое отношение давления. При - ставят суживающиеся сопла, при

- сужено-расширенные.