
Дипломный проект. Конструктивные изменения проточной части турбины Т-100-130 / Расчет 4х готовый
.docНаш расчет будет основываться сводке данных по расчету проточной части ЧСД заводом изготовителем на конденсационном режиме, а также по снятым с технического чертежа размерам. Конденсационный режим выбран неслучайно. Как известно номинальный режим работы ЧНД обеспечивается только при работе турбины в конденсационном режиме, для которого соответствует наибольший пропуск пара вследствие чего лопатки работают с наиболее благоприятными условиями обтекания их профилей.
Таблица 1.1-Сводка данных по расчету проточной части ЧСД
Показатель |
№ ступени |
||||
|
|
|
|
||
Расход пара G, кг/с |
64.2 |
64.2 |
56.7 |
52 |
|
Давление перед ступенью p1, МПа |
0.264 |
0.124 |
0.0794 |
0.0211 |
|
Давление за ступенью p2, МПа |
0.124 |
0.0794 |
0.0211 |
0.0056 |
|
Температура перед ступенью t1, С |
140 |
110 |
80 |
60 |
|
Средний диаметр |
Сопловая d1, мм |
1351 |
1435 |
1435 |
1525 |
Продолжение таблицы 3.1
Показатель |
№ ступени |
||||
20 |
21 |
22 |
23 |
||
|
Рабочая d2, мм |
1352 |
1437 |
1437 |
1525 |
Высота лопатки |
Сопловая l1, мм |
235 |
285 |
285 |
375 |
Рабочая l2, мм |
235 |
285 |
285 |
375 |
|
Проходная площадь лопаток |
Сопловая F1, м2 |
0.31 |
0.49 |
0.53 |
0.53 |
Рабочая F2, м2 |
0.49 |
0.53 |
0.67 |
0.71 |
Исходя из этих данных строим процесс расширения пара в ЦНД, в i-s диаграмме рис3.4. По i-s диаграмме выясняем располагаемые теплоперепады h0 на каждую из ступеней.
Окружную скорость на среднем диаметре колесо определяем из формулы:
, (8).
где d – средний диаметр колеса, м,
n=50 1/с – частота вращения ротора.
Скорость c0 на входе в ЦНД примем равной 0.
Давление торможения перед ступенью:
, (9).
где
- давление пара на входе в ступень, МПа,
- удельный объем
пара на входе в ступень, м3/кг.
Отношение скоростей:
, (10).
где
- изоэнтропийный теплоперепад по
параметрам торможения,
- фиктивная скорость
соответствующая теплоперепаду
,
м/с.
Изоэнтропийный теплоперепад в сопловой решетке:
, (11).
где
- степень реактивности, примем по
указаниям.
Изоэнтропийный теплоперепад в рабочей решетке:
. (12).
Теоретическая скорость выхода из сопловых решеток:
. (13).
Скорость выхода пара из сопловой решетки:
, (14).
где
- коэффициент скорости сопловой решетки,
определяем по обобщенным данным из
.Угол направления скорости
:
. (15).
Относительная скорость пара на входе в рабочую решетку:
. (16).
Угол направления относительной скорости:
, (17).
Теоретическая скорость выхода из рабочей решетки:
. (18).
Относительная скорость на выходе из рабочих лопаток:
, (19).
где
- коэффициент скорости рабочей решетки,
определяем по обобщенным данным из
Зайцева
Угол
направления скорости
:
. (20).
Абсолютная скорость на выходе из рабочих лопаток:
. (21).
Угол
направления скорости
:
. (22).
Потери в сопловой решетке:
. (23).
Потери в рабочей решетке:
. (24).
Энергия выходной скорости:
. (25).
Располагаемая энергия ступени:
. (26).
Окружной коэффициент полезного действия на лопатках будем оценивать по формуле:
, (27).
Где
,
(28).
Относительные потери от утечек через диафрагменное уплотнение:
. (29).
Относительные потери от утечек через бандажные уплотнения:
, (30).
где
- эквивалентный зазор в уплотнении по
бандажу, мм.
Абсолютные потери от утечек через уплотнение ступени:
. (31).
Относительные потери трения:
. (32).
Абсолютные потери трения:
. (33).
Относительные потери от влажности:
, (34).
где
- степень сухости пара перед ступенью,
- степень сухости
пара после ступени.
Абсолютные потери от влажности:
. (35).
Использованный теплоперепад ступени:
. (36).
Порядок и результаты расчета представлены в Таблице 3.2
Таблица 3.2-Результаты расчета ЧСД.
Показатель |
№ ступени |
||||||||
|
|
|
|
||||||
сопловая |
рабочая |
сопловая |
рабочая |
сопловая |
рабочая |
сопловая |
рабочая |
||
Расход пара G, кг/с |
64.2 |
64.2 |
56.7 |
52 |
|||||
Параметры пара перед ступенью |
давление р0, МПа |
0.264 |
0.124 |
0.0794 |
0.0211 |
||||
температура (сухость) t0(x0), С |
140 |
110 |
80 |
60 |
|||||
энтальпия i0, кДж/ кг |
2720 |
2644 |
2568 |
2492 |
|||||
Кинетическая энергия на входе в ступень с0/2, кДж/кг |
0 |
5.2 |
3.3 |
2.3 |
Продолжение таблицы 3.2
Показатель |
№ ступени |
||||||||
|
|
|
|
||||||
сопловая |
рабочая |
сопловая |
рабочая |
сопловая |
рабочая |
сопловая |
рабочая |
||
Окружная скорость u1, u2, м/с |
212.21 |
212.5 |
225.4 |
225.4 |
225.4 |
225.4 |
239.5 |
239.5 |
|
Отношение
скоростей
|
0.714 |
0.758 |
0.759 |
0.806 |
|||||
Степень
реакции
|
0.42
|
||||||||
Изоэнтропийный
теплоперепад в сопловой решетке
|
44.8 |
36.82 |
39 |
28 |
40.7 |
29.5 |
41.7 |
27.8 |
|
Параметры пара за решетками |
давление р1, р2, МПа |
0.181 |
0.107 |
0.08 |
0.067 |
0.03 |
0.0251 |
0.009 |
0.009 |
удельный
объем
|
1.5495 |
1.5901 |
2.0871 |
2.4638 |
5.2285 |
6.1801 |
7.199 |
8.72 |
|
сухость
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0.9917 |
1 |
0.966 |
|
Угол
выхода
|
11.49 |
28 |
13.72 |
28.17 |
12.7 |
28.4 |
12.08 |
28.8 |
|
Коэффициент
скорости
|
0.97 |
0.95 |
0.97 |
0.95 |
0.97 |
0.95 |
0.97 |
0.95 |
|
Скорость
выхода потока из решетки
|
288 |
257 |
288 |
241 |
288 |
246 |
288 |
240 |
Продолжение таблицы 3.2
Показатель |
№ ступени |
||||||||
|
|
|
|
||||||
сопловая |
рабочая |
сопловая |
рабочая |
сопловая |
рабочая |
сопловая |
рабочая |
||
Относительная
скорость на входе в рабочую решетку
и абсолютная скорость на выходе из
нее
|
257 |
155 |
241 |
172.5 |
246 |
175.5 |
240 |
206 |
|
Углы
направления этих скоростей
|
44.64 |
80.59 |
60.7 |
79.77 |
57.82 |
56.72 |
-89.27 |
70.27 |
|
Потери
энергии в решетках
|
1.9 |
1.7 |
2 |
1.8 |
2 |
1.7 |
1.9 |
1.5 |
|
Потери
энергии с выходной скоростью
|
2.8 |
3 |
3.2 |
3.6 |
|||||
Окружной
к. п. д.
|
По формуле (27)
|
0.806 |
0.821 |
0.813 |
0.796 |
||||
0.8 |
0.825 |
0.816 |
0.74 |
||||||
Потери
от утечек
|
0.0006426 |
0.01775 |
0.0004328 |
0.01413 |
0.0003104 |
0.01138 |
0.0001489 |
0.007618 |
Продолжение табл. 3.2
Показатель |
№ ступени |
|||||||
|
|
|
|
|||||
сопловая |
рабочая |
сопловая |
рабочая |
сопловая |
рабочая |
сопловая |
рабочая |
|
Потери
от трения диска, влажности
|
0.0003155+ 0 |
0.0002466+ 0 |
0.0001246+ 0.002973 |
0.00008737+ 0.01286 |
||||
Использованный
теплоперепад
|
54 |
59 |
56 |
56 |
||||
Внутренний КПД ступени |
0.743 |
0.757 |
0.747 |
0.737 |
В
результате расчета получим следующие
значения основных параметров группы
этих ступеней (Таблица 4.1)
Таблица 4.1
Располагаемый
теплоперепад
|
Использованный
теплоперепад
|
Внутренний
относительный к. п. д.
|
Расход
пара через ступени
|
Внутренняя
мощность ступеней
|
76 |
54 |
0.743 |
64.2 |
3.627 |
76 |
59 |
0.757 |
64.2 |
3.523 |
76 |
56 |
0.747 |
56.7 |
3.118 |
76 |
56 |
0.734 |
52 |
2.996 |
Д Рис
4.1-Зависимость к. п. д.
от давления
в нижнем теплофикационном отборе
приведем график этой зависимости