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.
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).
|