ПОДРОБНЫЙ РАСЧЕТ СТУПЕНЕЙ ЦВД.
2.1 Расчет регулирующей ступени
Из ориентировочного расчета неизменными остаются величины:
· Располагаемый тепловой перепад регулирующей ступени 
кДж/кг
· Диаметр регулирующей ступени 
1,08 м
· Отношение скоростей 
2.1.1 Расчет сопл регулирующей ступени
à Режим докритический
0,61876 
Теоретическая скорость истечения из сопл
м/с
Площадь выходного сечения сопл
м 2
Произведение степени парциальности на высоту сопловой решетки
мм
Высота сопловой решетки
мм
2.2 Выбор профиля сопловой лопатки
По a1э=15° и М1t=0,61 по каталогу профилей выбираем профиль С-9012А, где ширина решетки В=34,6 мм;
Хорда профиля — b1 = 6,25 cм;
Шаг решетки — t1 =50 мм;
Относительный шаг — `t = 
=0,8
Угол установки — aу = 33,6°
-число каналов в решетке:
Принимаем z=53 и пересчитываем все характеристики:
-выходная ширина сопловых каналов
мм.
2.3 Определение потерь сопловой решетки
Тепловая потеря в сопловой решетке
кДж/кг
Действительная скорость истечения из сопл
м/с
2.4 Одновенечная ступень
К определению выходного угла лопаток рабочего венца
à b1 = 22,443°
м/с
кДж/кг
м/с
Выбор профиля рабочих лопаток
Профиль рабочих лопаток — Р-3021А, где В=25 мм.
Относительный шаг — `t =t2/b2=15,57/25,63= 0,6075
Угол установки — bу = 78,2°
Хорда профиля b2 = 25,63 мм
-число каналов в решетке:
Принимаем z2=218 и пересчитываем все характеристики:
-выходная высота рабочей решетки:
Потери в лопатках венца
м/с
Потеря энергии в рабочих лопатках
кДж/кг
à a2 = 55,152°
м/с
Потери энергии с выходной скоростью
Относительный лопаточный КПД
2.5 Определение внутреннего относительного КПД
Потери на трение и вентиляцию
Тепловая потеря на трение и вентиляцию
кДж/кг
Относительная потеря на трение и вентиляцию
Потеря на выколачивание застойного пара
Где: m = 4; B2 — ширина ряда рабочих лопаток
Потери тепла на выколачивание
кДж/кг
Внутренний относительный КПД ступени
Использованный тепловой перепад ступени
кДж/кг
кВт
3. Определение расхода пара через нерегулируемые ступени
Детальный расчет нерегулируемых ступеней
Таблица 4.1.
| № п/п | Наименование Величины | Размерность | Расчетная ф-ла. Порядок опр-ия | Номер ступени | |
| I | II | X | |||
| Расход пара | кг/с | G’ – с учетом утечки через конц. упл-ние | 208,95 | 208,95 | 208,95 |
| Давление перед ступенью | МПа | Р0 – по i-s диаграмме | 9,45 | 7,875 | 2,02 |
| Температура пара перед ступенью | °С | t0 – по i-s диаграмме | 507,4 | 479,8 | 291,8 |
| Энтальпия пара перед ступенью | кДж/кг | i0 – по i-s диаграмме | 3400,65 | 3349,9 | 3005,3 |
| Заторможенный поток: а) энтальпия | кДж/кг |  | 3405,73 | 3353,77 | 3009,3 |
| б) давление | МПа | `Р0 – по i-s диаграмме | 9,597 | 7,971 | 2,062 |
| в) температура | °С | `t0 – по i-s диаграмме | 510,58 | 481,86 | 294,03 |
| Изоэнтропный теплоперепад | кДж/кг | h0 — из ориентировочно-го расчета | 59,987 | 61,39 | 71,97 |
| Теплоперепад ступени с учетом параметров заторможенного потока | кДж/кг |  | 65,01 | 65,17 | 75,99 |
| Фиктивная скорость | м/с |  | 360,58 | 361,03 | 389,85 |
| Давление за ступенью | МПа | Р2 – по i-s диаграмме | 7,875 | 6,49 | 1,5 |
| Средний диаметр ступени | м | d – из ориентировочно-го расчета | 1,02228 | 1,02716 | 1,09635 |
| Окружная скорость | м/с |  | 160,58 | 161,37 | 172,21 |
| Отношение скоростей | — |  | 0,4453 | 0,44697 | 0,4417 |
| Степень реакции | — | r — из ориентировочно-го расчета | 0,15 | 0,15 | 0,15 |
| Изоэнтропный перепад сопловой решетки | кДж/кг |  | 51,0 | 52,18 | 61,17 |
| Давление за сопловой решеткой | МПа | Р1 – по i-s диаграмме | 8,107 | 6,69 | 1,574 |
| Теор. удел. Объем за сопловой решеткой | м 3 /кг | u1t – по i-s диаграмме | 0,0398 | 0,0466 | 0,01477 |
| Полный изоэнтр. Перепад за сопл. Решеткой | кДж/кг |  | 56,01 | 55,96 | 65,19 |
| Отношение давлений | — |  | 0,8447 | 0,8397 | 0,7633 |
| Абсолют. теор. Скорость за сопл. Решеткой | м/с |  | 334,7 | 334,5 | 361,1 |
| Скорость звука за сопл. Решеткой | м/с |  | 647,65 | 636,62 | 549,75 |
| Число Маха | — |  | 0,5168 | 0,5254 | 0,6568 |
| Выходное сечение сопл решетки(по полному расходу пара) | мм 2 |  | 25304,8 | 29671,8 | 87767,3 |
| Число гребешков диафр. уплотнения | — | z1y — принимаем | |||
| Диаметр вала под уплотнениями | мм | dy1 — принимаем | |||
| Радиальный зазор уплотнения | мм |  | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| Площадь конц. зазора в уплотнении | мм 2 |  | 785,4 | 785,4 | 785,4 |
| Величина утеки через диафр. Уплотнение | кг/с |  | 1,67 | 1,426 | 0,4855 |
| Расход пара через сопловую решетку | кг/с |  | 207,28 | 207,52 | 208,46 |
| Площадь выходного сечения српловой решетки | мм 2 |  | 25102,54 | 29469,34 | 87563,34 |
| Эффективный угол выхода сопл. Решетки | ° | a1э — задается | |||
| Степень парциальности ступени | — | е — задается | |||
| Высота сопловой решетки | мм |  | 30,44 | 35,53 | 98,45 |
| Профиль сопловой решетки | — | Атлас профилей | C9015A | C5515A | C5515A |
| Угол установки | ° | aу — атлас профилей | 36,41 | 42,77 | 42,77 |
| Осевая ширина | мм | В1 — атлас профилей | 34,72 | 34,8 | 34,8 |
| Хорда профиля | мм |  | 58,49 | 51,25 | 51,25 |
| Шаг сопловой решетки | мм |  | 50,17 | 43,6 | 43,6 |
| Количество сопловых каналов | шт |  | |||
| Ширина соплового канала в выходном сечении | мм |  | 29,78 | 29,62 | 29,62 |
| Коэффициент потерь энергии сопловой решетки | — | x1 – по приложению 2 | 0,0837 | 0,0710 | 0,0434 |
| Коэффициент скорости | — |  | 0,9572 | 0,9638 | 0,9781 |
| Скорость потока за соплами | м/с |  | 320,39 | 322,41 | 353,18 |
| Отношение скоростей | — |  | 0,5012 | 0,5005 | 0,4876 |
| Угол направления относительной скорости за сопловой решеткой | ° |  | 29,115 | 29,079 | 28,418 |
| Относительная скорость | м/с |  | 170,42 | 171,69 | 192,08 |
| Потеря энергии сопловой решетки | кДж/кг |  | 4,2687 | 3,7048 | 2,6547 |
| Изоэнтропный теплоперепад рабочей решетки | кДж/кг |  | 8,998 | 9,2085 | 10,7955 |
| Распологаемая энергия рабочей решетки | кДж/кг |  | 23,52 | 23,948 | 29,242 |
| Теоретическая относительная скорость за рабочей решеткой | м/с |  | 216,89 | 218,85 | 241,84 |
| Давление за рабочей решеткой | МПа | Р2 – по i-s диаграмме | 7,875 | 6,49 | 1,5 |
| Теор. удельный объем за рабочей решеткой | м 3 /кг | u2t – по i-s диаграмме | 0,0409 | 0,0479 | 0,1537 |
| Скорость звука за рабочей решеткой | м/с |  | 647,08 | 635,71 | 547,46 |
| Число Маха | — |  | 0,3351 | 0,3443 | 0,4417 |
| Параметры заторможенного потока перед раб. решеткой: а) давление | МПа | `Р1 – по i-s диаграмме | 8,5 | 7,021 | 1,712 |
| б) удельный объем | м 3 /кг | `u1 – по i-s диаграмме | 0,0385 | 0,045 | 0,1387 |
| Отношение скоростей | — |  | 0,9265 | 0,9244 | 0,8762 |
| Угол потока за рабочей решеткой | ° | b2э = b1-6 | 24,4721 | 24,4721 | 24,4721 |
| Высота рабочей решетки по полному расходу | мм |  | 31,907 | 36,8561 | 101,69 |
| Диаметр надбандажного уплотнения | мм |  | 1054,19 | 1064,02 | 1198,04 |
| Веерность ступени | — |  | 32,039 | 27,866 | 10,871 |
| Реакция на переферии ступени | — |  | 0,2007 | 0,2079 | 0,2882 |
| Утечки через верхний зазор рабочих лопаток | кг/с |  | 3,424 | 3,013 | 1,425 |
| Расход пара через рабочую решетку | кг/с |  | 203,85 | 204,51 | 207,04 |
| Площадь выходного сечения рабочей решетки | мм 2 |  | 41207,36 | 47986,14 | 143042,4 |
| Выходная высота рабочей решетки | мм |  | 30,974 | 35,898 | 100,254 |
| Профиль рабочей решетки | — | Атлас профилей | P3524A | P3524A | P3021A |
| Шаг рабочей решетки | мм |  | 15,891 | 17,92 | 27,32 |
| Угол установки | ° | bу — атлас профилей | 79,595 | 79,595 | |
| Осевая ширина | мм | В2 — атлас профилей | 28,395 | 28,395 | 42,869 |
| Хорда профиля | мм |  | 28,87 | 28,87 | 43,29 |
| Количество каналов рабочей решетки | шт |  | |||
| Ширина канала в выходном сечении | мм |  | 6,583 | 7,423 | 11,317 |
| Коэффициент скорости рабочей решетки | — |  | 0,9448 | 0,9451 | 0,9518 |
| Коэффициент потерь в рабочей решетке | — | x2 – приложение 2 | 0,1073 | 0,1068 | 0,0940 |
| Относительная скорость за рабочей решеткой | м/с |  | 204,92 | 206,83 | 230,19 |
| Угол направления абсолютной скорости за рабочей решеткой | ° |  | 73,013 | 72,851 | 68,636 |
| Абсолютная скорость за рабочей решеткой | М/с |  | 88,761 | 89,799 | 102,392 |
| Потеря энергии рабочей решетки | КДж/кг |  | 2,542 | 2,558 | 2,749 |
| Потеря с выходной скоростью | КДж/кг |  | 3,939 | 4,032 | 5,242 |
| Распологаемая энергия ступени | КДж/кг |  | 60,901 | 61,316 | 69,953 |
| Относительный лопаточный КПД | — |  | 0,87553 | 0,88471 | 0,84782 |
| Относительная потеря энергии от утечек через диафрагму | — |  | 0,007 | 0,006 | 0,00197 |
| Относительная потеря энергии от утечки поверх раб. лопатки | — |  | 0,014346 | 0,01276 | 0,00578 |
| Потеря энергии от утечек | КДж/кг |  | 1,3 | 1,1526 | 0,5422 |
| Мощность трения и вентиляции | КВт | Nтв | 105,8 | 92,56 | 39,94 |
| Тепловая потеря от трения и вентиляции | КДж/кг |  | 0,5063 | 0,44269 | 0,1911 |
| Относительная потеря от выколачивания | — |  | |||
| Относительная потеря от трения и вентиляции | — |  | 0,0083 | 0,00722 | 0,00273 |
| Тепловая потеря от выколачивания | КДж/кг |  | |||
| Внутренний теплоперепад ступени | КДж/кг |  | 51,515 | 52,652 | 58,574 |
| Внутрнний относительный КПД ступени | — |  | 0,84587 | 0,85869 | 0,83733 |
| Внутреняя мощность ступени | КВт |  | 11001,5 | 12239,1 |
*) 
Источник