Визначимо ККД ЧВД:
, (2.20)
Корисно використаний теплоперепад ЧВД, кДж/кг:
(2.21)
Середній питомий об'єм для ЧСД, м3/кг:
(2.22)
Визначимо ККД ЧСД:
, (2.23)
де - коефіцієнт, що враховує вплив вологості:
(2.24)
де - ступінь вологості на початку процесу розширення ЧСД [2];
- ступінь вологості в кінці процесу розширення ЧСД [2];
- частина наявного теплоперепада ЧСД, розташована в області вологої пари, кДж/кг [2].
Корисно використаний теплоперепад ЧСД, кДж/кг:
(2.25)
Середній питомий об'єм для ЧНД, м3/кг:
(2.26)
Визначимо ККД ЧНД:
, (2.27)
де - Відносна втрата з вихідною швидкістю ЧНД:
, (2.28)
де - для турбін малої та середньої потужності, кДж/кг, приймаємо 20.
Корисно використаний теплоперепад ЧНД, кДж/кг:
(2.29)
Корисно використаний теплоперепад турбіни, кДж/кг:
, (2.30)
де - корисно використаний теплоперепад регулюючого щабля, кДж/кг.
Уточнюємо витрата пари на турбіну, кг/с:
, (2.31)
де - ККД механічний;
- ККД генератора.
.4 Визначення граничної потужності і числа вихлопів
Гранична потужність - це та найбільша потужність однопоточному турбіни, на яку вона може бути спроектована при заданих початкових і кінцевих параметрах пари і гранично допустимих розмірах останньому щаблі. Гранична потужність, МВт:
, (2.32)
де - коефіцієнт, що враховує вплив відборів пари на регенерацію;
- враховує зниження напружень розтягу в лопатці за рахунок зменшення її перетину від кореня до периферії, приймаємо 2;
- допустима напруга в лопатках, МПа, для легованої сталі;
- щільність матеріалу лопаток, кг/м3, для легованої сталі;
- ККД турбіни:
(2.33)
- швидкість виходу з останнього ступеня, м/с:
(2.34)
- наявний теплоперепад турбіни, кДж/кг;
- частота обертання ротора, 1/с;
- питомий об'єм за останньою сходинкою турбіни, м3/кг [2].
Так як - турбіна однопоточні, з одним вихлопом.
2.5 Попередній розрахунок нерегульованих щаблів. Визначення числа нерегульованих ступенів та їх теплоперепада. Оцінка ефективних кутів останніх ступенів відсіків
Попередній розрахунок зводиться до вибору закону зміни кореневого діаметра циліндрів турбіни, визначенню числа ступенів, їх середнього діаметра і теплоперепада.
Одна з головних вимог до проточної частини - забезпечення плавності кореневого і периферійного обводів щоб уникнути невиправданих втрат. Як правило, турбіни проектуються за обраним законом зміни кореневих діаметрів ступенів, а не середніх. Зазвичай в ЧВД і ЧСД, а в ЧНД може змінюватися за будь-якого закону. Сталість кореневого діаметру дозволяє уніфікувати хвостове кріплення лопаток і обточування дисків ротора.
2.5.1 Попередній розрахунок ЧВД
Проектування ЧВД починається з визначення середніх діаметрів першої і останньої нерегульованих щаблів. Діаметр першої ступені приймаємо трохи менше діаметра регулюючого щабля, м:
, (2.36)
де, м, приймаємо 0,02.
Задаємо ступінь реактивності, ефективний кут, коефіцієнт швидкості і витрати для першого ступеня ЧВД:
;
;
;
.
Оптимальне відношення швидкостей:
(2.37)
теплоперепада першого ступеня, кДж/кг:
(2.38)
Теоретична швидкість витікання з сопловой решітки, м/с:
, (2.39)
де - теплоперепад сопловой решітки, кДж/кг:
(2.40)
Площа прохідного перерізу сопловой решітки, м2:
, (2.41)
де - питомий об'єм пари за сопловой гратами, м3/кг [2].
Висота сопловой решітки, м:
(2.42)
Висота робочої грати, м:
, (2.43)
де - сумарна перекриша, м, приймаємо 0,003 [1].
Кореневий діаметр першого ступеня, м:
(2.44)
Кореневий діаметр приймається постійним у всіх щаблях ЧВД. Середній діаметр останнього ступеня ЧВД визначається за спрощеним рівнянням нерозривності:
, (2.45)
де - середній діаметр останнього ступеня ЧВД, визначається з виразу, м:
, (2.46)
- висота робочих лопаток останнього ступеня, м;
-...
