Ориентировочный расчет регулирующей ступени

Основной характеристикой регулирующей ступени, от которой зависят ее стоимость и экономичность, является отношение скоростей U/С₀. По чертежу определяем диаметр регулирующей ступени d^рс=0,915 м. Тогда при существующем теплоперепаде на регулирующую ступень, имеем:

х₀ = (U/С₀) = d^рс n / (2000 h₀^рс)^0,5, (14).

х₀ = (U/С₀) = 3,14 0,915 50 / (2000 220)^0,5 = 0,22.

Полученное значение попадает в диапазон допустимых значений для двухвенечной регулирующей ступени — 0,18 0,26.

Найдем окружную скорость на среднем диаметре:

U = d^рс n, (м/с) (15).

U = 3,14 0,915 50 = 144 м/с Данная окружная скорость не превышает 180 м/с, что отвечает условиям прочности .

Выберем степень реакции регулирующей ступени и угол направления потока за соплами:

₁ = 0,02 — реакция на первом венце рабочих лопаток;

_н = 0,03 — реакция на направляющей решетки;

• 2 = 0,035 — реакция на втором венце рабочих лопаток.
• 1э = 18⁰

Условная теоретическая скорость, подсчитанная по всему располагаемому теплоперепаду:

С₀ = (2000 h₀^рс) ^0,5, (м/с) (16).

С₀ = (2000 220) ^0,5 = 663 м/с.

Располагаемый тепловой перепад в соплах:

h₀₁^рс = h₀^рс (1), (кДж/кг) (17).

h₀₁^рс = 220 (1 0,085) = 201 кДж/кг По полученному тепловому перепаду определим по i-s диаграмме параметры пара за соплами:

Р₁^рс = 46 бар, _1t^рс = 0,07 м³/кг.

Теоретическая скорость истечения из сопел:

С_1t = (2000 h₀₁^рс) ^0,5, (м/с) (18).

С_1t = (2000 201) ^0,5 = 634 м/с Определим степень парциальности на высоту сопловой решетки, при этом принимая коэффициент расхода для сопл равный ₁ = 0,97:

е^рс l₁^рс = G _1t^рс / (d^рс ₁ С_1t sin _1э), (м) (19).

е^рс l₁^рс = 53,84 0,07 / (3,14 0,915 0,97 634 sin 18⁰) = 0,007 м Оптимальная степень парциальности для двухвенечной ступени определяется как:

е_opt = 0,33 (е^рс l₁^рс) ^0,5 (20).

е_opt = 0,33 (0,007 100) ^0,5 0,3.

Полученное значение удовлетворяет интервалу е_min^рс = 0,2 е^рс е_opt^рс = 0,3 е_max^рс = 0,45 (21).

Высота сопловой решетки у двухвенечной регулирующей ступени должна удовлетворять уловию:

l₁^рс_min = 15 мм l₁^рс l₁^рс_max = 60 мм (22).

В нашем случае, высота сопловой решетки равна:

l₁^рс = е^рс l₁^рс 1000 / е^рс, (мм) (23).

l₁^рс = 0,007 1000 / 0,3 = 23 мм.

Полученное значение входит в интервал (22).