Zad.1

Obliczyć sprawność obwodową stopnia reakcyjnego. Łopatki kierownic i wieńca roboczego mają identyczny profil. Kąt nachylenia łopatek kierowniczych α₁=22°20’. Stosunek u/c₁=0,75. Współczynnik strat prędkości bezwzględnej ϕ=0,94.

Zad. 2

Para dopływająca do wieńca wirnikowego ma prędkość względną w₁=400 m/s, a przy wypływie w₂=340 m/s, kąt nachylenia dopływowej krawędzi łopatki β₁=20°, krawędzi wypływowej β₂=22°. Przez kanał przepływa strumień pary m=0,2 kg/s. Prędkość unoszenia łopatki u=190 m/s. Ciśnienie w kanale międzyłopatkowym nie zmienia się. Obliczyć: pracę i sprawność obwodową, siłę działającą na łopatkę w kierunku obwodowym i osiowym.

Zad.3

Dla grupy stopni akcyjnych wyznaczyć średnicę minimalną stopnia ostatniego oraz maksymalną stopnia pierwszego . Parametry pary przed grupą stopni p₀=1,9 MPa i t₀=365 °C, a ciśnienie w kondensatorze p_k=0,004MPa. Dla stopnia ostatniego przyjąć: d/l=4, c_2a/u=0,9 a dla stopnia pierwszego: u/c₁=0,44, l_min=20 mm, α₁=18°, τ=0,8. Liczba obrotów turbiny n=3000 min^-1. Strumienie masy pary na wejściu i wyjściu z turbiny są odpowiednio równe: m₁=19 kg/s, m₂=14,5 kg/s a sprawność wewnętrzna rozpatrywanej grupy η_i=0,81, (i₀=3173 kJ/kg, v₀=0,15 m³/kg, i_ks=2120 kJ/kg, v_ks=28,6 m³/kg).

Zad.4

Prędkość wypływu pary z dyszy c₁=700 m/s. Parametry pary za dyszą: ciśnienie p₁=0,7 MPa i temperatura t₁=250 °C. Obliczyć prędkość pary w przekroju krytycznym dyszy, jeżeli współczynnik prędkości ϕ=0,96 jest stały na całej długości dyszy, (i₁=2954 kJ/kg).

Zad. 5

Turbina pracująca przy parametrach początkowych pary: p₀=2,6 MPa i t₀=380°C i przy ciśnieniu w skraplaczu p_k=0,005 MPa ma sprawność wewnętrzna η_i=0,78. Jak zmieni się jednostkowe zużycie pary d_e po obniżeniu ciśnienia w kondensatorze do p_k1=0,003 MPa, jeżeli równocześnie sprawność turbiny zmniejszy się o 1%, (i₀=3193 kJ/kg, i_k=2458 kJ/kg, i_k1=2422 kJ/kg).

Zad.6

Wyznaczyć współczynnik odzyskania ciepła µ dla turbiny o parametrach początkowych pary p₀=9 MPa, t₀=500°C i przeciwciśnieniu p₂=1,1 MPa. Ciśnienie za stopniem regulacyjnym p₁=5 MPa, sprawność stopnia regulacyjnego η_i^R=0,67. Turbina ma osiem stopni nieregulowanych o jednakowych spadkach entalpii i sprawnościach wewnętrznych. Sprawność wewnętrzna turbiny η_i=0,83. Straty w urządzeniach doprowadzających i w kanale wylotowym należy pominąć, (i₀=3387 kJ/kg, i₂=2831 kJ/kg, i₁=3204 kJ/kg).

Zad.7

W dyszy rozpręża się jednoatomowy gaz o wykładniku κ=1,66 od ciśnienia p_o=4,2 MPa i t₀=340 do ciśnienia p₁=2,2 MPa. Jaki rodzaj dyszy zastosujesz do tego przepływu?.

Zad. 8

Parametry pary przed pierwszym stopniem nieregulowanym turbiny K-300-240 są następujące: p_o=16,7 MPa i t₀=520°C. Ciśnienie za stopniem p₂=14,5 MPa, a u/cφ=0,48 stopień reakcyjności ρ=0,08. Kąt wypływu strumienia z kanału kierowniczego α₁=13°, β₂=β1-5°, współczynnik prędkości ϕ=0,97 i ψ=0,935. Narysować trójkąty prędkości i określić współczynnik sprawności łopatkowej oraz moc na łopatkach, jeśli strumień pary wynosi 240 kg/s, (i₀=3347kJ/kg, i_2s=3302 kJ/kg).

Zad.9

Określić stopień reakcyjności ρ dla zadanych trójkątów prędkości, jak na rysunku. Współczynniki prędkości strat ϕ=0,96, ψ=0,91.

Zad.10

Określić sprawność łopatkową η_u w stopniu reakcyjnym (ρ=0,5), jeśli u/c_φ=0,65. Łopatki kierownicze
i wirnikowe mają takie same profile. Kąty α₁=β₂=20°, a współczynnik strat prędkości ϕ=ψ=0,97, objętość właściwa v_2s/v_1s=1 i l₂/l₁=1, przyjąć c_2a=c_1a.

Zad. 11

Obliczyć pole i prędkość pary w najmniejszym przekroju dyszy Lavala. Ciśnienie początkowe
p₀=8,6 MPa, temperatura początkowa t₀=490°C, prędkość początkowa c₀=180 m/s, a przepływający strumień pary m=2,5 kg/s.

Zad.12

W dyszy rozpręża się para wodna od parametrów: p_o=5,4 MPa i t_o=480°C do ciśnienia p₁=2,6 MPa. Określić rodzaj dyszy, prędkość wypływu pary oraz entalpię wylotową, jeżeli współczynnik prędkości bezwzględnej ϕ=0,95, (i_o=3383 kJ/kg, i_1s=3159 kJ/kg).

Zad. 13

Obliczyć stratę wylotowa w ostatnim stopniu turbiny parowej K-800-240, jeśli przez stopień przepływa 605 kg/s. Parametry pary za stopniem wynoszą: p₂=3,8 MPa i t₂=305°C. Średnica podziałowa d_p=1,05 m, długość łopatki wirnikowej l₂=210 mm, a kąt β₂=18°, prędkość obrotowa n=50 1/s, (i₂=2982 kJ/kg, v₂=0,063 m³/kg).

Zad.14

Określić moc łopatkową stopnia na podstawie trójkątów prędkości poniżej − przyjmując podziałkę
1 mm=5 m/s, jeśli przez stopień przepływa strumień pary m=15 kg/s.