232 (60)

W celu wstępnej oceny wymiarów ostatniego stopnia korzysta się zazwyczaj z przybliżonych zależności odpowiednio uśrednionych.

W równaniu ciągłości napisanym w formie jednowymiarowej dla wylotu z ostatniego stopnia

■ Qc_2a

przyjmuje się et₂ « 90°. czyli

Cj. a c₂,

przy czym ekonomicznie optymalne wartości prędkości wylotowej leżą w tym przypadku w przedziale

c₂ = 200 — 300(350) m/s.

Odpowiednio, strata wylotowa turbiny

d/i_wyl._T - y-20-45(61) kJ/kg.

Powierzchnia pierścieniowa wylotu

Q-ndl

jest ograniczona, głównie z uwagi na naprężenia rozrywające w łopatkach wirnikowych pochodzące od własnej siły odśrodkowej. Zgodnie ze wzorem (DC.35)

a. = x~k’Q_mQ(o² = 2'k'Q_m'—u²,

2n    a

przy czym współczynnik k zależy od stopnia ścienienia pióra łopatki.

W przypadku łopatek równej wytrzymałości (por. rozdział XIII)

1+1" T²'

Ag, A, — pole przekroju u stopy i u głowy łopatki.

Dla stopnia ścienienia AJA_{ — 5 —10 jest odpowiednio k - 0,383-0,303. W przypadku turbin elektrownianych przyjmuje się dla ostatniego stopnia dopuszczalne naprężenie rozrywające w łopatkach:

a_r - 200 - 400(450) MPa.

Większe wartości obowiązują w maszynach większej mocy, przy za* stosowaniu odpowiednich materiałów o podwyższonej wytrzymałości.

Przyjmując stopień ścienienia łopatki A₀/A_l <= 5, tj. k»0,383 oraz <x_r - 200 lub 400 MPa, otrzymujemy dla q„ - 8-10³ kg/m³ graniczne wymiary

Z relacji (IX.35) wynika wzór

pola powierzchni pierścieniowej Ci_v [m^a] podane w tabeli:

n [obr/min]	3000 1500
cr,[MPc] ^200	4,16 16,6
400	8.32 33,2

pozwalający obliczyć prędkość obwodową stopnia u na średniej średnicy, przy zadanej powierzchni (i i przyjętych wartościach w oraz d/l. Tak np. dla oj « 314 rad/s - 3000 obr/min oraz d/l - 3 otrzymujemy przy fl»4-8m^ł odpowiednio u — 307—435 m/s. Obecnie uważa się wartości u ■ 400 m/», l/d - 1/3 za konwencjonalne. W granicy osiąga się u - 450 m/s, l/d > 1/2,5,

/« 1200 mm, przy n « 3000 obr/min.

Jeżeli wymagana powierzchnia wylotu 12 jest większa od możliwej do zrealizowania powierzchni pierścieniowej

12 > fl_ir,

wówczas stosuje się odpowiednią liczbę dwustrumieniowych kadłubów NP, nie przekraczającą w praktyce 2—3 (4).

W wielkich jednostkach (zwłaszcza nuklearnych) przechodzi się na turbiny wolnoobrotowe (1500-1800 obr/min) stosując u « 375 m/s, l/d ** 1/3. Przy /> ® 1500 obr/min daje to 12-24 m².

W turbinach gazowych przemysłowych stosuje się w pierwszym stopniu standardowo u - 250 m/s, natomiast w silnikach lotniczych u * 300 m/s i więcej. Obecnie te wartości zaczyna się wprowadzać również w wykonaniach stacjonarnych, co umożliwia postęp metalurgii i systemów chłodzenia. Ze względu jednak na obciążenie od siły odśrodkowej w warunkach wysokiej temperatury nie przekracza się w pierwszym stopniu

- - 0,06-0,07. d

W stopniu ostatnim

- < 0,25-0,3, w < 400 m/s. d

Ostatni stopień turbiny kondensacyjnej wymaga oddzielnego traktowania i nie należy go włączać do grupy stopni.

8. Podział spadku entalpii na stopnie

Po wstępnym ustaleniu wymiarów pierwszego i ostatniego stopnia w turbinie kolejnym etapem jest określenie liczby stopni w turbinie (i jej oddzielnych cylindrach) oraz podziału spadku entalpii na stopnic. Zwraca się przy lyro