Главное меню

Судовые двигатели

Главная Судовые паровые турбины Тепловые расчеты паровых турбин Тепловой расчет регулировочной ступени судовых турбоагрегатов
Тепловой расчет регулировочной ступени судовых турбоагрегатов

В многоступенчатых судовых турбоагрегатах в качестве ре­гулировочной ступени применяют как одновенечные, так и двух- венечные колеса. Двухвенечные колеса могут при одинаковых окружных скоростях перерабатывать значительно больший теплоперепад, чем одновенечные. Однако их к. п. д. ниже на 5—7%, чем у одновенечных, но более устойчив при изменении нагрузки агре­гата.

Двухвенечные колеса в качестве регулировочных ступеней ис­пользуют в турбозубчатых агрегатах с широким диапазоном изменения нагрузки, высокими параметрами пара и жесткими тре­бованиями к весовым и габаритным характеристикам. Одновенечные регулировочные ступени целесообразно применять в судо­вых турбоагрегатах мощностью выше 4000—6000 квт.

Исходными данными для расчета регулировочной ступени яв­ляются: секундный расход пара, начальные и конечные параметры пара, принятая степень расширения и частота вращения ТВД. Рас­чет сводится к определению всех необходимых параметров потока и решеток профилей последовательно по каждому венцу.

При выборе наивыгоднейшей скоростной характеристики u/с1 задаются несколькими значениями в пределах 0,20—0,25—для ступеней без реакции, повышая их по мере возрастания реакции.

К расчету двухвенеяной регулировочной ступени

Для каждого значения u/с1 строят треугольники скоростей, вы­бирая угол наклона сопел и соотношение между входными и вы­ходными углами профилей рабочих и направляющих лопаток. Об­разцы построения приведены на рис. 88, а. С целью повышения к. п. д. выходные углы выбирают несколько меньшими, чем углы входа. По формуле (61) подсчитывают окружной к. п. д. ?u и по полученным значениям строят график зависимости ?u = ? (u/с1) (рис. 88, б).

Далее определяют по формуле (49) внутренний к. п. д. для принятых значений u/с1 и по полученным значениям ?i строят гра­фик зависимости ?i = ? (u/с1) (рис. 88, б). По наибольшему значе­нию ?i max определяют наивыгоднейшее отношение и/с1, по кото­рому и производят окончательный расчет ступени в той же после­довательности.

В качестве примера выполним расчет регулировочной двухвенечной ступени по данным предварительного расчета.

Из кривой зависимости ?i = ?(u/с1) (рис. 88, б) следует, что наивыгоднейшим отношением является и/с1 = 0,22. Это отношение скоростей принимают за основу и по нему производят окончатель­ный расчет регулировочной ступени.

Результаты вычислений приведены в табл. II.

Для построения процесса расширения пара в ступени на s—i- диаграмме (рис. 88, в) определяют потери и одновременно про­веряют вычисленный окружной к. п. д. по треугольникам скоро­стей. Расчет сведен в табл. III.

На основании выполненного теплового расчета определяют основные размеры проточной части ступени. Так как отношение Pp / p0’ = 25 / 50 = 0.5  меньше критического, то принимаем расширяющиеся сопла. Расчет сводят в табл. IV. На основании полученных результатов вычерчивают радиальный профиль проточной части (рис. 89).

 

Эскиз проточной части двухвенечной ступени