3 Тепловий розрахунок регулюючого східця турбіни
Таблиця 3.1
Найменування величини |
Позначення величини |
Розрахункова формула або засіб визначення |
Результат розрахунку |
Примітка |
|
чисельне значення |
одиниця |
||||
Теплоперепад регулюючого східця |
Нoрс |
|
|
кДж/кг |
|
Швидкісний коефіцієнт втрат в соплах |
|
0,93 – 0,97 |
|
---------- |
Задається [ ] |
Теоретична швидкість витікання пари через сопла |
с1t |
с1t = 44,72Нoрс с1t = |
|
м/с |
|
Дійсна швидкість витікання пари через сопла |
с1 |
с1 = с1t с1=
|
|
м/с |
|
Окружна швидкість робочих лопаток |
U |
U = (U/с1) с1 U = |
|
м/c |
Для 2-х- вінцевих дисків Кертиса приймаємо U/с1=0,25[ ] |
Кут нахилу сопел |
1 |
11 – 16 |
|
град |
Задається [ ] |
Відносна швидкість пари на вході в перший ряд робочих лопаток |
w1 |
w1 = (с1² + U² - 2 с1 U cos1) w1 =
|
|
м/с |
|
Вихідний кут першого ряду робочих лопаток |
1 |
1 = arcsin(с1/w1 sin1) 1 = |
|
град |
|
Вихідний кут першого ряду робочих лопаток |
2 |
2 = 1 - 2 = |
|
град |
2 =1 -(3 5) [ ] |
Сума кутів |
2+1 |
2 + 1= |
|
град |
|
Швидкісний коефі- цієнт першого ряду робочих лопаток |
|
= f (2 + 1) = |
|
---------- |
Із графіка (рисунок 6) [ ] |
Відносна швидкість виходу пари із першого ряду лопаток |
w2 |
w2 = w1 w2 = |
|
м/с |
|
Кут напряму вектора швидкості С2 на виході із першого ряду лопаток |
2 |
2 = arcsin ((w2/с2) sin2) 2 =
|
|
град |
|
продовження таблиці 3.1
Найменування величини |
Позначення величини |
Розрахункова формула або засіб визначення |
Результат розрахунку |
Примітка |
|
чисельне значення |
одиниця |
||||
Абсолютна швидкість виходу пари із першого ряду лопаток |
с2 |
с2 = (w2² + U² – 2w2 Ucos2) с2=
|
|
м/с |
|
Кут виходу пари із направляючих лопаток |
1′ |
1′ = 2 - 1′ = |
|
град |
1′ = 2 – -(3 5) [ ] |
Сума кутів |
2+1′ |
2 + 1′= |
|
град |
|
Швидкісний коефіцієнт на направляючих лопатках |
н |
н = f(1′ + 2) н = |
|
---------- |
Із графіка (рисунок 6.7) [ ] |
Абсолютна швидкість виходу пари із направляючих лопаток |
с1′ |
с1′ = н с2 с1′ = |
|
м/с |
|
Відносна швидкість виходу пари із направляючих лопаток |
w1′ |
w1′ = =((с1′)² + U² – 2 Uс1′cos1′) w1=
|
|
м/с |
|
Вхідний кут другого ряду робочих лопаток |
1′ |
2′ = arcsin ((с1′/w1′) sin1′) 2′ =
|
|
град |
|
Вихідний кут другого ряду робочих лопаток |
2′ |
2′ = 1′ - 2′ = |
|
град |
2′ =1′- -(35) [ ] |
Сума кутів
|
1′+2′ |
1′ + 2′= |
|
град |
|
Швидкісний коефіцієнт направляючих лопаток другого ряду |
р |
р = f(1′ + 2′) р = |
|
---------- |
Із графіка (рисунок 7) [ ] |
Відносна швидкість виходу пари із другого ряду направляючих лопаток |
w2′ |
w2′ = pw1′ w = |
|
м/с |
|
Кут напряму вектора швидкості С2′ на виході із другого ряду лопаток |
2′ |
2′ = arcsin ((w2′/с2′) sin2′) 2′ = |
|
град |
|
Абсолютна швидкість виходу пари із першого ряду лопаток |
с2′ |
с2′ =((w2′)²+U²-2w2′Ucos2′) с2′ = |
|
м/с |
|
продовження таблиці 3.1
Найменування величини |
Позначення величини |
Розрахункова формула або засіб визначення |
Результат розрахунку |
Примітка |
|
чисельне значення |
одиниця |
||||
Проекція вектора С1 |
с1u |
с1u = с1 cos1 с1u = |
|
м/с |
|
Проекція вектора С2 |
с2u |
с2u = с2 cos2 с2u = |
|
м/с |
|
Проекція вектора С1′ |
с1u′ |
с1u′ = с1′ cos1′ с1u′ = |
|
м/с |
|
С2′ – на напрям крутіння |
с2u′ |
с2u′ = с2′ cos2′ с2u ′= |
|
м/с |
|
Сума проекцій абсолютних швидкостей |
z=2 сu i=1
|
z=2 сu = с1u + с2u + с1u′ + с2u′ i=1 z=2 = i=1 |
|
---------- |
|
Відносний ККД на лопатках |
о.л. |
z=2 о.л. = (2·U· сu )/с1t2 i=1
о.л. =
|
|
---------- |
|
Діаметр ступеня |
d |
d = 60U/(·n) d = |
|
м |
n=3000 об/хв [ ] |
Висота сопел |
l |
Приймаємо |
|
м |
Не менше 1 см |
Ступінь парціальності |
|
= Gov1/(l1dс1sin1) =
|
|
---------- |
=0,95 0,98 [ ] |
Середня висота робочих лопаток |
l1ср |
l1ср = 1,5 l l1ср = |
|
м |
|
Втрати потужності на тертя та вентиляцію |
Nт+в |
Nт+в = ·1,09·d2 + 0,61· (1-)·d·z· · (l1ср)1,5 ··U3/106 Nт+в =
|
|
кВт |
=1 – приймаємо z – число вінців z = 2 =1,35 |
Втрати на тертя та вентиляцію 1 кг пари в теплових одиницях |
hт+в |
hт+в = Nт+в/Go hт+в = |
|
кДж/кг |
|
Поправка |
т+в |
т+в = hт+в/ho т+в = |
|
---------- |
|
Внутрішній відносний ККД регулюючого східця |
оі |
оі = о.л. - т+в оі = |
|
---------- |
|
Втрати на соплах |
hc |
hc = (с1t2 – с12)/2000 hc = |
|
кДж/кг |
|
закінчення таблиці 3.1
Найменування величини |
Позначення величини |
Розрахункова формула або засіб визначення |
Результат розрахунку |
Примітка |
|
чисельне значення |
одиниця |
||||
Втрати в першому ряду робочих лопаток |
hл |
hл = (w12 – w22)/2000 hл = |
|
кДж/кг |
|
Втрати в направляючих лопатках |
hн |
hн = (с2)2 – (с1′)2/2000 hн = |
|
кДж/кг |
|
Втрати в другому ряду робочих лопаток |
hл′ |
hл′ = ((w1′)2 – (w2′)2)/2000 hл′ = |
|
кДж/кг |
|
Втрати на виході з регулюючого східця |
hв |
hв = (с2′)2/2000 hв = |
|
кДж/кг |
|
Відносний ККД на лопатках східця |
о.л. |
о.л. = (Нoрс - hс – hл – hн – hл′-hв)/Hoрс о.л. =
|
|
---------- |
|
Питома витрата пари на виході з соплових решіток |
υ1 |
У h,s –діаграмі будуємо процес розширення пари у першій нерегулюючій ступені. Для цього по ізотропі від крапки Аo′ відкладаємо Нoрс, отримуємо крапку а1t. З крапки а1t вгору відкладаємо величину hc, отримуємо на ізобарі р1 крапку a, в якій визначаємо υ1. |
|
м3/кг |
Рисунок 3.2 [ ] |
Питомий вміст пари |
υ2 |
З крапки а вгору відкладаємо величину hл отримуємо на ізобарі p1 крапку b, в якій визначаємо υ2 |
|
м3/кг |
Рисунок 3.2 [ ] |
Питомий вміст пари |
υ1′ |
З крапки b вгору відкладаємо величину hн отримуємо на ізобарі p1 крапку c, в якій визначаємо υ1′ |
|
м3/кг |
Рисунок 3.2 [ ] |
Питомий вміст пари |
υ2′ |
З крапки с вгору відкладаємо величину hл′, отримуємо на ізобарі p1 крапку d, в якій визначаємо υ2′ |
|
м3/кг |
Рисунок 3.2 [ ] |
Потужність, яку розвиває регулюючий східець |
Nр.с. |
Nр.с. = Go· Нoрс ·oi Nр.с. = |
|
кВт |
|