
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