Задача предварительного расчета ГТЗА — определить главные размеры корпусов, зубчатой передачи и конденсатора. При этом производится распределение общей мощности и теплоперепада между корпусами, намечается к. п. д. и определяются на­чальные и конечные параметры пара по корпусам. В предвари­тельном расчете, кроме того, намечают условия работы и основные размеры регулировочной ступени и последней ступени ТНД, опре­деляют частоту вращения отдельных турбин, которые затем согла­суют с условиями работы зубчатой передачи.

Наметив распределение внутренних теплоперепадов и мощ­ностей по корпусам, переходят к определению условий работы каждого корпуса, т. е. к установлению начальных и конечных параметров пара. Для этого строят процесс расширения пара в турбоагрегате на s—i-диаграмме (рис. 87) в следующем порядке:

1. По начальным параметрам пара р₀ и t₀ перед быстрозапорным клапаном (БЗК) находят на диаграмме точку А₀ и с учетом потерь на участке от БЗК до сопловых аппаратов ТВД находят точку А₀' с параметрами р₀’ и t₀’.

2. От точки А₀' проводят адиабату до пересечения с изоба­рой р_к (давление в конденсаторе) в точке А_zt и определяют располагаемый теплоперепад Н_a = i₀—i_zt

3. Потери на перепуск из ТНД в конденсатор

где с_х — скорость в выпускном патрубке, принимается 50— 80 м/сек;

?_х — скоростной коэффициент в выпускном патрубке, прини­мается равным 0,85—0,95.

Откладывают потери q_x вверх от изобары р_к и находят давление пара за последней ступенью агрегата. Исправленный адиабатный теплоперепад

4. Внутренний теплоперепад турбоагрегата

где

внутренний к. п. д. турбоагрегата;

?_уе — эффективный к. п. д. турбоагрегата; ?_м — механический к. п. д. турбин; ?_зх — к. п. д., учитывающий вращение вхолостую ТЗХ, принимается равным 0,995—0,997; ?_р — к. п. д. редуктора для двух­ступенчатых передач, принимается равным 0,96—0,97; ?_ут — коэф­фициент потери на протечку через уплотнения, в предварительном расчете принимается равным 0,005—0,03.

5. Внутренние теплоперепады по корпусам равны

где ? = H_iв : H_iн.

Воспользовавшись соотношениями:

можно, задавшись одним из внутренних к. п. д. турбин, определить адиабатные теплоперепады

При выборе значении к. п. д. корпусов ?_iв и ?_iн следует учитывать условия работы ТВД и ТНД

6. От точки A₀^’ откладывают вниз H_ав. Изобара, проходящая через точку А_1t, соответствует давлению пара р_2в за последней ступенью ТВД.

7. Потери в ресивере между ТВД и ТНД

где ?_p— коэффициент потери, принимаемый равным 1,0—2,5;

с_р — скорость пара в ресивере, принимается 40—60 м/сек.

Откладывая потерю q_р, получают изобару р_1н, определяющую давление пара перед первой ступенью ТНД.

7. От точки A₀ отложив вниз Н_iв , находят соответственно на изо­барах точки В₁ и А₂.

8. Откладывая от точки А₂ вниз внутренний теплоперепад H_iн, получают на изобарах р_2н и р_к соответственно точки С и Д. Откладывают от точки С вниз потерю с выходной скоростью q_вz, которая в предварительном расчете принимается равной (1,3—2,5) Н_аt. В результате получают точку В₂, соответствующую состоянию пара на выходе из последней ступени ТНД. Процесс расширения пара в ТЗА характеризуется линией А₀В₁А₂В₂СД.

Искомые величины  ?_iв, ?_iн, H_ав и H_ан и полученный параметры пара р_iн и t_iн перед ТНД проверяют по уравнению

После построения процесса переходят к выбору основных характеристик последней и регулировочной ступеней и определению ча­стоты вращения турбины. Диаметр последней ступени можно опре­делить из отношения среднего диаметра к высоте лопатки ступени ?_z = D_z / l_z по формуле

где G_z — расход пара через последнюю ступень, определяется по выражению G₂=G₀(1—?_ут) (1+?₀—??_i); ?_z—принимается в преде­лах 3,2—4,7; w₂— скорость выхода пара из последнего рабочего аппарата, принимается равной ??w_zкр; ? — коэффициент скорости, принимается 0,95—0,96; ? — коэффициент, характеризующий про­пускную способность последнего рабочего венца, принимается 0,8—1; 0;

?₂ — угол выхода, принимается 34—38°;

? — коэффициент сужения, принимается 0,9—0,92.

При принятых значениях w₂ и ?₂ выбор значения окружной скорости последней ступени определяется выбором скоростной ха­рактеристики u_z/w₂. Для двухкорпусных агрегатов, постоянно ра­ботающих в основном на расчетном режиме 100%-ной нагрузки, принимают u_z/w₂ = 0,69?0,72.

В случае выбора основных характеристик регулировочной сту­пени задаются скоростной характеристикой u/с_1t = 0,23?0,26 для двухвенечных и u/с_1t = 0,35?0,40 для одновенечных сопел и углом наклона сопла ?₁ =12?20°.

Отношение давлений е = р₀/р_р для регулировочного колеса па основном расчетном режиме в судовых агрегатах при N_е =15 000 квт обычно принимают е =1,5?2,2. Частота вращения ТВД для судо­вых агрегатов общей мощностью 1500—15 000 квт принимается равной 142—75 об/сек.

Предварительный расчет удобно выполнить в форме табл. I.

Поясним порядок предварительного расчета ГТЗА численным примером по следующим данным: