1.Цель работы

Определить:

• Термодинамические параметры рабочего вещества в абсолютном и относительном движении в характерных точках проточной части турбодетандера;

• Кинематический и действительный коэффициенты реактивности детандера;

• Размеры проточной части детандера;

• Действительные коэффициенты скорости на лопатках рабочего колеса и соплового аппарата;

• Степень расширения детандера

• Скорость вращения рабочего колеса;

• Коэффициенты полезного действия и мощность детандера.

Построить:

• Треугольники скоростей на входе и выходе из рабочего колеса;

• Профиль лопаток рабочего колеса, соплового аппарата и каналов лопаточных решеток;

• Эскиз продольного разреза осевого детандера.

2.Исходные данные

• Рабочее вещество : сухой воздух;

• Массовый расход рабочего вещества

• Полная температура на входе в детандер

• Полное давление на входе в детандер

• Давление на выходе из детандера

• Угол выхода потока из соплового аппарата

• Угол выхода потока из колеса в относительном движении

• Относительные потери на протечки и трение

3.Расчет осевого детандера

1.Число изоэнтропы процесса расширения в детандере

Где k – показатель изоэнтропы рабочего вещества( для сухого воздуха k = 1.4 (2)).

2.Теплоемкость рабочего вещества при постоянном давлении

Где R – газовая постоянная рабочего вещества(для сухого воздуха R = 287 кдж/ru*к)

3.Скорость звука на входе в детандер

4.Критическая скорость звука на входе в детандер

5.Абсолютная скорость звука на входе в детандер

Где - условное число Маха по абсолютной скорости( = 0.15…0.30(1)).

6.Статическая температура при входе в сопловой аппарат

7.Статическое давление при входе в сопловой аппарат

8.Энтальпия рабочего вещества по заторможенным параметрам на входе в сопловой аппарат

9.Энтальпия рабочего вещества по статическим параметрам на входе в сопловой аппарат

10.Плотность рабочего вещества при входе в сопловой аппарат

11.Степень расширения в детандере

12.Изоэнтропный теплоперепад в детандере

13.Условная скорость изоэнтропного расширения в детандере

14.Окружная скорость при входе в рабочее колесо

Где - относительная окружная скорость

( = 0.5…0.7(1)).

15.Изоэнтропный теплоперепад в сопловом аппарате

Где - коэффициент реактивности ступени осевого детандера по изоэнтропным перепадам( = 0.3…0.5(1)).

16.Абсолютная скорость при изоэнтропном расширении в сопловом аппарате

17.Температура газа в конце изоэнтропного расширения в сопловом аппарате

18.Статическое давление при выходе из соплового аппарата

19.Проверка статического давления при входе в рабочее колесо

Принимаем

20.Статическая энтальпия рабочего вещества на входе в рабочее колесо

21.Статическая энтальпия рабочего вещества в конце действительного эйлерова процесса расширения в сопловом аппарате( точка 1s)

22.Коэффициент потерь соплового аппарата

Где коэффициент скорости соплового аппарата( = 0.97…0.98(1)).

23.КПД соплового аппарата(3)

24.Потерянный теплоперепад в сопловом аппарате

25.Действительный теплоперепад в сопловом аппарате

26.Статическая температура при выходе из соплового аппарата

27.Температура торможения при выходе из соплового аппарата

28.Давление торможения при выходе из соплового аппарата

29.Число политропы процесса расширения в сопловом аппарате

30.Показатель политропы процесса расширения в сопловом аппарате

(должен быть < К)

31.Абсолютная скорость при выходе из соплового аппарата

32.Скорость звука при выходе из соплового аппарата

33.Число Маха по скорости с1

34.Число Маха по радиальной составляющей скорости с1

35.Угол входа потока в рабочее колесо в относительном движении

36.Относительная скорость при входе в рабочее колесо

37.Число Маха по скорости w1

38.Температура торможения на выходе из соплового аппарата в относительном движении

39.Изоэнтропный теплоперепад в колесе от точки 1 при входе в колесо до статического давления за колесом

40.Изоэнтропный теплоперепад в колесе от точки торможения при входе в относительном движении до статического давления за колесом

41.Коэффициент потерь рабочего колеса

Где - коэффициент скорости рабочего колеса( = 0.96…0.98(1)).

42.Относительная скорость изоэнтропного расширения потока в рабочем колесе

Где -коэффициент радиальности ( = = 1 (1) ).

43.Изоэнтропный КПД рабочего колеса

44.Действительный теплоперепад в колесе ( без учета потерь на протечки и трение)

45.Действительный перепад статических энтальпий в колесе без учета потерь на трение диска и протечки

46.Статическая температура потока при выходе из колеса без учета потерь на трение диска и протечки

47.Число политропы действительного эйлерова процесса расширения в рабочем колесе

48.Показатель политропы действительного эйлерова процесса расширения в рабочем колесе

(должен быть )

49.Относительная скорость при выходе из рабочего колеса

50.Скорость звука при выходе из рабочего колеса