kon_rgr1_polishuk_54var
.docxФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный технологический
университет растительных полимеров»
Кафедра: «Теплосиловые установки и тепловые двигатели»
Дисциплина: «Нагнетатели и тепловые двигатели»
Расчетно-графическая работа №1
Тема: «Определение параметров пара в канале соплового аппарата и угла отклонения потока пара в косом срезе»
Выполнил: студент Полищук К.С. , группа 431
Проверил: доцент Коновалов П.Н.
Санкт-Петербург
2015 г.
Определение параметров пара в канале соплового аппарата и угла
отклонения потока пара в косом срезе.
Исходные данные:
-
Давление пара на входе в межлопаточный канал соплового аппарата – Р0= 1,0 МПа.
-
Температура пара на входе в межлопаточный канал соплового аппарата–t0= 370 0C.
-
Давление пара за косым срезом канала соплового аппарата – P1= 0,4 МПа.
-
Расход пара через канал соплового аппарата – G = 2,5 кг/с.
-
Шаг сопловой решетки – tc= 30 мм.
-
Эффективный угол выхода потока пара из канала соплового аппарата – α1э= 11 град.
-
Абсолютная скорость потока пара на входе в канал соплового аппарата – С0= 60 м/с.
-
Коэффициент скорости в канале соплового аппарата – φ = 0,95
Расчёт параметров пара в канале соплового аппарата и угла
отклонения потока пара в косом срезе:
-
Энтальпия пара на входе в сопловый аппарат (Определяется по Р0, t0 (диаграмма h-s))
h0= 3200кДж/кг.
-
Энтальпия пара на входе в сопловый аппарат по заторможенным параметрам
h0*= h0 + С02/2000 = 3200 + 602/2000 = 3202 кДж/кг.
-
Энтальпия пара на выходе из соплового аппарата в конце изоэнтропного процесса расширения (Определяется по P1 и энтропии s0 (диаграмма h-s))
h1t = 2959 кДж/кг.
-
Располагаемый теплоперепад в канале соплового аппарата
h0с = h0 – h1t = 3200 – 2959 = 241 кДж/кг.
-
Полный располагаемый теплоперепад в канале соплового аппарата
h0с* = h0* - h1t = 3202 – 2959 = 243 кДж/кг.
-
Теоретическая абсолютная скорость потока пара на выходе из канала
С1t = (2000 ∙ h0с*)1/2 = (2000 ∙ 243)1/2 = 697 м/с.
-
Действительная абсолютная скорость потока пара на выходе из канала
С1 = С1t ∙ φ = 697 ∙ 0,95 = 662 м/с.
-
Потери энергии в каналах соплового аппарата
∆hс = (С1t2/2000) ∙ (1 – φ2) = (6622/2000) ∙ (1 – 0,952) = 21,4 кДж/кг.
-
Энтальпия пара на выходе из соплового аппарата в конце действительного процесса расширения
h1 = h1t + ∆hс = 2959 + 21,4 = 2980,4 кДж/кг.
-
Удельный объем пара в начале процесса расширения (Определяется по Р0, t0 (диаграмма h-s))
v0 = 0,2922 м3/кг.
-
Плотность пара в начале процесса расширения
ρ0 = 1/ v0 = 1/0,2922 = 3,42 кг/м3.
-
Давление пара на входе в межлопаточный канал соплового аппарата по заторможенным параметрам
Р0* = Р0 + ρ0 ∙ (С02/2∙106) = 1,0 + 3,42 ∙ (602/2∙106) = 1,006 МПа.
-
Удельный объем пара в конце действительного процесса расширения (Определяется по Р1 и энтропии s0 (диаграмма h-s))
v1t = 0,5920 м3/кг.
-
Удельный объем пара в конце действительного процесса расширения (Определяется по Р1 и энтропии s1 (диаграмма h-s))
v1 = 0,6044 м3/кг.
-
Критическое отношение давлений
εкр = (2/(k + 1))k/(k-1) = (2/(1,3 + 1))1,3/(1,3-1) = 0,5457
-
Критическое давление пара в сечении АВ
Ркр = Р0* ∙ εкр = 1,006 ∙ 0,5457 = 0,549 МПа
-
Предельное отношение давлений
εпр = εкр ∙ (sinα1э)2k/(k+1) = 0,5457 ∙ (sin11)2∙1,3/(1,3+1) = 0,0839
-
Предельное значение давления пара в сечении АС
Р1пр = Р0* ∙ εпр = 1,006 ∙ 0,0839 = 0,0844 МПа
-
Давление пара за косым срезом Р1≠Ркр δ≠0
-
Энтальпия пара в сечении АВ при критическом давлении Ркр (Определяется по Ркр и энтропии s0)
hкр = 3037 кДж/кг
-
Удельный объем пара в сечении АВ при критическом давлении Ркр (Определяется по Ркр и энтропии s0)
vкр = 0,464 м3/кг
-
Скорость потока пара в сечении АВ при критическом давлении Ркр
Скр = (2000 ∙ (h0* - hкр))1/2 = (2000 ∙ (3202 - 3037))1/2= 574,5 м/с
-
Синус угла выхода потока пара из канала α1
sin α1 = (Скр/ С1t)∙ (v1t / vкр)∙sin α1э = (574,5/ 697)∙ (0,5920 / 0,464)∙sin 11 = 0,2
-
Угол выхода потока пара из канала α1
α1 = arcsin((Скр/ С1t)∙ (v1t / vкр)∙sin α1э) = 11,54 град
-
Угол отклонения потока пара в косом срезе
δ = α1 - α1э = 11,54 – 11 = 0,54 град
-
Высота (длина) сопловой лопатки
lc = G ∙ v1/(C1∙tc∙sin α1) = 2,5 ∙0,6044 /(662 ∙0,03∙sin11,54)= 0,38 м.
Pкр 0 0 1 1 А В С tc P0 P1 α1э α1 D δ
Скр С1t