Определение числа нерегулируемых ступеней и распределение теплового перепада

Для определения числа размеров ступеней и их тепловых перепадов производится следующее графическое построение.

Рис. 5.4

Берётся в качестве базы отрезок прямой длины 200-300 мм. На концах этого отрезка в определённом масштабе в качестве ординат откладываются диаметры первой и последней нерегулируемых ступеней. Соединяя концы этих отрезков, проводят линию предполагаемого изменения диаметров.

Плавность очертания проточной части обеспечивается плавным изменением диаметров. При этом должен учитываться характер изменения удельного объёма пара в процессе расширения. В головных ступенях в области высокого давления удельный объём увеличивается незначительно и кривая диаметров здесь должна иметь малую крутизну. В последних ступенях конденсационных турбин, где имеет место интенсивный рост удельных объёмов, диаметры ступени должны резко возрастать. Таким образом, линия изменения диаметров на первых 2/3 базы должна иметь пологий участок, приближающийся к прямой линии с небольшим углом наклона, а на последней 1/3 линия диаметров должна круто загибаться вверх.

На том же графике наносится и кривая изменения Хо, причём значения этой величины для первой и последней ступени известны из ориентировочного расчёта этих ступеней. Линия изменения Хо на первых 3/4 длины базы проводится горизонтально и на последней 1/4 плавно доходит до значения Хо последней ступени.

Полученные графики изменения диаметров и Хо позволяют нанести кривую изменения тепловых перепадов.

Для этого в 5, 6 точках по длине базы определяют значения d и Хо и для этих величин определяется тепловой перепад по формуле:

ho =12,3 × (n / 50)2 × (d / Xo)2

Найденные тепловые перепады наносятся в определённом масштабе на график, полученные точки соединяются плавной кривой.

Средняя ордината род кривой будет являться средним тепловым перепадом, приходящимся на одну нерегулируемую ступень.

ho cp. = (ho1 + ho2 + …. +hoz) / (m + 1),

где m – число отрезков, на которые разделена база. По среднему тепловому перепаду определяется число нерегулируемых ступеней.

Z = {(1 + d) × Ho*} / ho cp.,

Величина Z округляется до ближайшего целого числа.

Для определения коэффициента возврата теплоты можно воспользоваться формулой Флюгеля.

d = k×(1-hoit)×Ho*×(z-1)

Здесь hoit – внутренний относительный КПД турбины, полученный из ориентировочного расчёта.

Но* - располагаемый теплоперепад нерегулируемых ступеней;

Z – число ступеней турбины,

К – коэффициент, зависящий от состояния пара.

Для дальнейших расчётов коэффициент возврата теплоты необходимо уточнить, подставив в формулу действительное число Z.

Далее производится деление базы на Z – 1 равных отрезков. На границах отрезков наносят номера ступеней, и из этих точек восстанавливают перпендикуляры до пересечения с линиями диаметров и теплоперепадов. Результаты заносят в таблицу:

Рис. 5.5

Таблица 5.4