рмулою (1.1) або (1.2) при підстановці в них замість h1 величини hкр.
Критичний тиск пара при закінченні його з сопла ркр, Па
(1.14)
де? кр - критичне ставлення тисків; для перегрітої пари? кр=0,546, а для сухої насиченої пари? кр=0,577;
р0 - тиск пари перед соплом, Па.
Площа вихідного перетину суживающегося сопла до критичного режиму закінчення знаходиться за формулою (1.12), а для критичного режиму закінчення - за формулою (1.13).
1.2 Втрати в ступенях турбіни, коефіцієнти корисної дії й розміри робочих лопаток
Втрати в турбінної ступені
Робочий процес в турбінної ступені супроводжується втратами теплової енергії пара. До основних втрат теплової енергії пари в ступені турбіни відносяться втрати в соплах, на лопатках, з вихідною абсолютної швидкістю, на тертя і вентиляцію, від витоків через зазори в ущільненнях.
Втрати теплової енергії в соплах турбіни внаслідок тертя і вихрових рухів пара hс, кДж/кг
(1.15)
Втрати теплової енергії на лопатках в активній ступені турбіни hл, кДж/кг
(1.16)
Втрати теплової енергії на лопатках в реактивної ступені турбіни hл, кДж/кг
(1.17)
Втрати теплової енергії з вихідною абсолютної швидкістю hв, кДж/кг
(1.18)
Втрати теплової енергії на тертя і вентиляцію при обертанні диска турбіни в парі hт.в., кДж/кг визначаються за формулою А. Стодола
(1.19)
де?- Коефіцієнт, рівний 1,1-1,2 для перегрітої пари і 1,3 для насиченої пари; - середній діаметр щаблі, м; - число ступенів швидкості на колесі;
?- Ступінь парциальности впуску пари; - вихідна висота робочих лопаток, см; - питомий об'єм пари в камері ступені, м3/кг; - витрата пара в ступені, кг/с.
Втрати теплової енергії від витоків через зазори в ущільненнях і в обхід сопел і лопаток hут, кДж/кг
(1.20)
де mут - витрата пари на витоку, кг/с.
Коефіцієнти корисної дії ступенів турбіни
Втрати теплової енергії в соплах, лопатках і з вихідною абсолютної швидкістю в ступені турбіни оцінюються відносним коефіцієнтом корисної дії на лопатках? ол, який являє собою відношення механічної роботи 1 кг пара на лопатках ступені l до що розташовується теплоперепада в ступені h0, т. е.
(1.21)
Так як найвигіднішому значення відносного коефіцієнта корисної дії на лопатках? ол залежить від ставлення окружної швидкості на середині лопатки до дійсної швидкості витікання пари із сопел, тобто від u/с, то його величина для активної ступені
(1.22)
Для реактивної ступені зі ступенем реактивності?=0,5 величина відносного коефіцієнта корисної дії на лопатках
(1.23)
Втрати тепла в ступені оцінюються відносним внутрішнім коефіцієнтом корисної дії ступені, який являє собою відношення використаного теплоперепада Hi до що розташовується теплоперепада в ступені Н0, т.е.
(1.24)
Відносний внутрішній коефіцієнт корисної дії активної ступені
(1.25)
де - відносні втрати теплової енергії на тертя і вентиляцію при обертанні диска турбіни в парі;
- відносні втрати теплової енергії від витоків через зазори в ущільненнях і в обхід сопел і лопаток.
Відносний внутрішній коефіцієнт корисної дії реактивної ступені зі ступенем реактивності
, (1.26)
Якщо в ступені використовується енергія вихідної швидкості попереднього ступеня, то відносний внутрішній коефіцієнт корисної дії ступені
(1.27)
де - теплова енергія від вихідної швидкості попереднього ступеня, кДж/кг;
- коефіцієнт використання енергії вихідний швидкості з робочих лопаток (= 0,8 ... 1,0).
Розміри робочих лопаток
Площа вихідного перетину робочих лопаток f2, м2
(1.28)
де v2 - питомий об'єм пари на виході з робочих лопаток, м3/кг;
2 - коефіцієнт витрати для робочої лопатки (? 2=0,92-0,97).
Вихідна висота робочих лопаток l2, м знаходиться за формулою
(1.29)
Приклад 1.1
В активній ступені пар з початковим тиском р0=2,6 МПа і температурою t0=370 ° С розширюється до тиску р1=1,7 МПа. Швидкісний коефіцієнт сопла j=0,93, швидкісний коефіцієнт лопаток y=0,86, кут нахилу сопла до площини диска a 1=16 °, кут виходу пари з робочої лопатки b 2=b 1, середній діаметр щаблі d=1,0 м, частота обертання валу турбіни n=3000 об/хв., витрата пара М=1,7 кг/с, коефіцієнт витрати сопла m 1=0,92, втрати теплової енергії на тертя і вентиляцію hт.в.=1,3 кДж/кг, витрата пари на в...
