Расчет внутреннего КПД и внутренней мощности турбинной ступени

При расчете внутреннего КПД ступени в соответствии с §§ 11-14 [2] необходимо рассчитать внутренние потери, наблюдаемые в ступени, в зависимости от ее конструкции и условий работы и не учитываемые КПД на окружности.

В общем случае, в сумму внутренних потерь, не учитываемых КПД на окружности, должны быть включены следующие потери

∑ (3.2.47)

Потери, связанные с протечками пара через зазоры q_з характерны для турбинных ступеней всех типов и определяются в соответствии с рекомендациями § 2.7.3 при этом для активных турбинных ступеней (ρ=0 и 0<ρ<0.5) предпочтительнее схема протечек показанная на рис.47.а.

Потери, связанные с парциальным подводом пара q_в определяются только для активных турбинных ступеней (ρ=0 и 0<ρ<0.5), у которых ε<1 в соответствии с рекомендациями § 2.8.1.а..

Потери на трение о пар диска и бандажа q_r определяются только для активных турбинных ступеней (ρ=0 и 0<ρ<0.5), в соответствии с рекомендациями § 2.8.1.б.

Потери, связанные с влажностью пара q_х определяются для техтурбинных ступеней, у которых точка A_s находится ниже линии насыщения на диаграмме h-s (ступень работает на влажном паре) в соответствии с рекомендациями § 2.8.2.а.

Неучтенные потери q_н определяются для всех типов турбинных ступеней в соответствии с рекомендациями § 2.8.2.б.

Определив все внутренние потери в ступни, можно записать выражение для внутренней работы (удельной внутренней работы, производимой 1 кг/пара)

(3.2.48)

где - сумма потерь энергии на окружности;

- сумма внутренних потерь, без учета .

Внутренний КПД турбинной ступени - это отношение внутренней работы к располагаемому теплоперепаду в ступени

(3.2.49)

Расчет внутренней мощности ступени производится по расходу пара G, подведенному к направляющему аппарату ступени

(3.2.50)

В ходе теплового расчета ступени одновременно с определением внутреннего КПД и внутренней мощности определяются некоторые размеры ступени. Эти размеры должны обеспечивать наилучшие условия работы ступени и пропуск заданного расхода пара. Прочие необходимые для выполнения эскиза рассчитанной турбинной ступени размеры назначаются из соображений обеспечения ее надежной работы в соответствии с рекомендациями §16 [2].

Осевые размеры ступени назначаются таким образом, чтобы обеспечить прочность элементов ступени на всех режимах ее работы. В дальнейшем условия прочности проверяются проведением конструктивного расчета, однако на первом этапе проектирования приходится назначать эти размеры, не имея данных расчета на прочность.

Осевые и радиальные зазоры в облопатывании и уплотнениях должны быть такими, чтобы при всех условиях исключить возможность задевания подвижных деталей турбины о неподвижные. При выборе величины зазоров учитываются также требования наилучшей организации потока пара в ступени.

Осевая длина ступени L_ст определяется суммой

L_ст=B_d+δ_a1+B_s+δ_a2 (3.2.51)

Тепловой расчет турбинной ступени завершается построением эскиза ее проточной части (рис.77 и 78).

Результаты теплового расчета турбинной ступени оформляются в виде пояснительной записки.

Пояснительная записка должна содержать все расчеты и графические материалы, отражающие выполнение теплового расчета турбинной ступени.

Текст записки должен быть написан аккуратно. В тетради оставляются поля для заметок проектанта и проверяющего преподавателя. Необходимо, чтобы порядок изложения материала соответствовал последовательности всех расчетов и принятым величинам.

Рисунки и графики должны быть вклеены в соответствующие места текста. Все рисунки, кроме кальки, снятой с диаграммы h-s, выполняются на миллиметровой бумаге в размерах, удобных для размещения в записке. На рисунках и графиках указываются все характерные обозначения и размеры в соответствии с текстом и расчетом, приведенным в пояснительной записке. В начале записки следует поместить задание на расчет, после чего приводятся все материалы расчета.

Обязательным графическим материалом является:

- треугольники скоростей;

- калька приближенного процесса в турбинной ступени с указанием всех снятых значений (снимается с диаграммы h-s);

- эскиз проточной части турбинной ступени, масштаб 1:2 или 1:2,5.