Емтихан билеті № 13

13.1. Көп сатылы бу турбиналар, олардың артықшылығы мен кемшілігі.

Көп сатылы бу турбиналар саты саны 30-дан, қуаты 50 МВт-тан жоғары болады. Саты саны будың қысымы мен температурасына байланысты.

Қазіргі бу турбиналарда жылу құлама мөлшері 1600 кДж/кг дейін болады. Егер бұл бу турбина бір сатылы болса, бу жылдамдылығы 1700 м/с ( = 3 ÷ 3,5), ал шеңберлік айналым жылдамдылығы 1000 ÷ 1100 м/с дейін жетеді. Мұндай турбинаны жасауға болмайды, себебі айналып тұрған диск металл беріктігі жағынан ең жоғары шеңберлік жылдамдылығы 400 м/с аспауы қажет.

Көп сатылы турбинада жылу құламаны реттегіш саты (250 дейін) мен қысымдық сатылар (40÷50 дейін) араларында бөліп, бу жылдамдылығын төмендетуге болады ~ . Егер келесіні ескерсек , шеңберлік айналым жылдамдылығы да төмендейді. Бұл турбина беріктігін көтереді және диск диаметірін төмендетуге, саптама ұзындығын өсіріп саты тиімділігін жоғарлатуға себеп болады.

Көп сатылы турбинада шығыс жылдамдылығы келесі сатыда пайдаға асады, сондықтан ПӘК-ті жоғарлайды. Көп сатылы турбинада бу алым жасауға болады. Бу алымдар турбинаның өзінің ПӘК-тін төмендетседе, бу турбина қондырғының негізгі тиімділігін көтереді.

Көп сатылы турбиналардың кемшіліктері: өлшемдері жоғары; құрылысы мен жасау тәсілдемесі күрделі; жинап орнатуы, жөндеуі және пайдалануы да күрделі.

Көп сатылы бу турбиналардың бір артықшылығы бұл алдыңғы сатыдағы энергия шығынын келесі сатыда пайдалануына болатыны. Сатыдағы энергия шығыны жылуға айналып, келесі сатының алдындағы будың энтальпиясын көтереді. Қыздырылған будың температурасы көтеріледі, ал ылғал будың құрғақтылығы Х жоғарлайды. Сонымен сатының жылуқұламасы жоғарлайды, 9-шы сурет, Н_о" >(Н")', Н_о"' > (Н_о"')' т.б. Бұл жоғарлау изобаралардың h, s-диаграммасында сәйкес келмеуіне себеп болады. Сонымен, сатылар жылуқұламаларын қосқанда, жылуқұламасы қосынды изоэнтропалық жылуқұламадан жоғары болуы мүмкін және боладыда:

Мұнда Q – қайтарылған жылу мөлшері, бұл жылу бір сатылы турбинаға қарағанда, көп сатылы турбинаның энергия мөлшерін жоғарлатады.

Көп сатылы турбина сатыларының ПӘК-тері бірдей деп санағанда келесі табуға болады:

әлде ,

мұнда – жылу қайтару коэффициенті (дәрежесі).

Сонымен, бу турбина сатысы, жылу қайтару коэффициентіне байланысты жоғарлайды. Жылу құламаға Н_о , саты санына және ПӘК-ке байланысты, жылу қайтару коэффициентінің мөлшері 0,02 ден 0,1 дейін өзгереді.

Емтихан билеті № 14

14.1. Көп сатылы бір ағынды бу турбинаның шектелген қуаты

Көп сатылы бір ағынды бу турбиналарының соңғы сатылары, көлемі жоғары бу шығысын G·υ өткізеді. Бір ағынмен өтетін бу көлемі қалақшалардың биіктігімен шектелгеннен, турбина қуатыда шектеледі.Бу турбинаның шекті қуаты мен бу шығысының байланысы:

N_i = m·G_к·H_o·η_oi ; (1)

мұнда G_к – конденсаторға жіберілетін бу шығысы; m – регенеративті бу алымдарының қуатын есепке алатын коэффициент, 1,1-1,25 аралығында.

Бу шығысын соңғы сатының өлшемдері арқылы көрсетуге болады:

G_к = π·d₂·ℓ₂·c₂·sinα₂/υ₂ ; (2)

мұнда d₂ – соңғы сатының орташа диаметры; ℓ₂ – соңғы сатының жұмыс қалақшаларының биіктігі; c₂ , υ₂ – саты шығысындағы бу жылдамдылығы мен бу көлемі.Егер, π·d₂·ℓ₂ = Ω – сатының бу өтетін ауданы болса, бу кірісінің бұрышы α₂ = 90^о шамасында деп алсақ (sinα₂ = 1), бу шығысы:

G_к = Ω·c₂ / υ₂ ; (3)

Егер, биіктігі бойымен қалақшаның қимасы тұрақты болса, ортадан тепкіш күштерінен пайда болатын кернеу мөлшері:

σ_пост = C_л / F_л ; σ_пост = 2·ρ·Ω·π·n² ; (4)

мұнда C_л – ортадан тепкіш күш мөлшері; F_л – қалақша қимасының ауданы; ρ – қалақша материалының тығыздығы.Турбинаның соңғы сатыларындағы қалақшаларының кима ауданы тұрақты болмайды, жоғары жағынды кішірейеді, сондықтан, бұны ескеретін коэффициент алу қажет k_разг.

Соңғы сатыдағы ортадан тепкіш күштен пайда болатын кернеу мөлшері

σ = (1/ k_разг)·2·ρ·π·n²·Ω; (5)

Соңғы сатыларындағы қалақшаларының кима ауданы тұрақты болмайтынын ескеретін коэффициенті жоғары f_п және түбіндегі f_к кималарының аудан қатынасы арқылы табуға болады: 1/ k_разг ≈ 0,35 + 0,65·(f_п / f_к);

Қима аудан қатынасының f_п/f_к ең төменгі мөлшері 0,1– 0,14 , ал қима ауданының өзгеруін ескеретін k_разг коэффициент мөлшері 2,3 – 2,4 аралығында.

Сонымен көп сатылы бір ағынды бу турбинаның шектелген қуаты

N_i = ;

осы формуладан бу турбинаның шектелген қуаты келесі сипаттамаларымен: байланысты екенін белгілеуге болады.

Кернеу мөлшері σ ортадан тепкіш күшпен және материалдың шектелген кернеуіне байланысты. Тоттанбайтын болаттың шектелген кернеуі σ = 450 МПа. Негізінде осы кернеу мөлшері бу өтетін ауданымен Ω байланысты. Егер, жиелік мөлшері n = 50 с^-1 болса, (5) арқылы, бу өтетін аудан Ω = 8,6 м².

Турбина роторының айналым жылдамдылығы n шектелген қуатқа көп әсер етеді, егер айналым жылдамдылығын екі есе төмендетсе, шектелген қуат мөлшері төрт есе жоғарлайды.

.