
- •Курсовой проект По дисциплине “Турбины тэс и аэс” Проект турбины т-250
- •Содержание
- •Перечень листов графических документов.
- •Условные сокращения и индексы
- •Исходные данные
- •Введение
- •1. Тепловой расчет паровой турбины
- •1.1. Определение термодинамических параметров пара при расчетах турбины
- •1.2. Построение предполагаемого процесса паровой турбины
- •1.3. Тепловой расчет регулирующей ступени
- •Тепловой расчет одновенечной регулирующей ступени
- •1.3. Определение числа нерегулируемых ступеней. Распределение теплоперепадов между ступенями.
- •10,72 Шт. Округляем до 11
- •1.4. Детальный расчет ступеней давления.
- •Тепловой расчет нерегулируемых ступеней
- •Тепловой расчет нерегулируемых ступеней
- •1.5. Выбор схемы и расчет концевых уплотнений
- •2. Расчет на прочность
- •2.1. Расчет критической частоты вращения вала
- •Заключение
- •Библиографический список
10,72 Шт. Округляем до 11
где коэффициент возврата теплоты q принят 0,03. Значение Н0ст определялось в предварительном расчете.
1.3.7. Уточняем располагаемые теплоперепады на ступени со второй по последнюю ( i = 2...Z).
37,82
кДж/кг
Располагаемый теплоперепад первой ступени первого отсека:
41,02
кДж/кг
1.4. Детальный расчет ступеней давления.
Детальный расчет ступеней с цилиндрическими лопатками целесообразно выполнять по среднему диаметру. Для определения среднего диаметра первой нерегулируемой ступени, учитывая, что мы уже задавались ожидаемой выходной скоростью потока из ступени, можно воспользоваться следующей формулой для ориентировочного определения высоты рабочей лопатки:
м
G1cт=(0,99-0,995)G=0,995·270=268,65 кг/с
В этих формулах принят целый ряд допущений: удельный объем за рабочей лопаткой первой ступени принят равным удельному объему перед ступенью (за регулирующей ступенью), ометаемая площадь определяется по корневому диаметру, ориентировочно принято значение с2. Расход пара через первую нерегулируемую ступень принимается несколько меньшим, чем через регулирующую, так как часть пара направляется в концевое или промежуточное уплотнение. Средний диаметр первой ступени находится по формуле
d2ср1ст=d1ср1ст= dk+l21ст=0,8763+0,0211=0,8973 м
Реактивность на среднем диаметре первой ступени можно определить по известной формуле
1-(1-0,05)(0,8973/0,8763)-1,8=0,08974
Таким образом, задавшись ориентировочными значениями среднего диаметра и степени реактивности на этом диаметре, дальнейший расчет нерегулируемой ступени можно выполнять абсолютно идентично ранее выполненному расчету регулирующей ступени.
Результаты расчета нерегулируемых ступеней сведены в таблицу 1.4.1.
Результаты расчета потерь относительного внутреннего КПД и мощности нерегулируемых ступеней сведены в таблицу 1.4.
Тепловой расчет нерегулируемых ступеней
№ п/п
|
Показатель
|
Обозначе-ние
|
Размер-ность
|
Формула или обоснование
|
Значение 1 ступень |
||
11 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
01 |
Расход пара |
G |
кг/с |
Задано или из предварительного расчета |
268,65 |
||
22 |
Частота вращения |
n |
c-1 |
Задано |
50 |
||
33 |
Параметры пара перед ступенью |
Давление |
p0 |
МПа |
Из расчета предыдущей ступени |
18,36 |
|
44 |
Энтальпия |
h0 |
кДж/кг |
- |
3340,12 |
||
55 |
Удельный объем |
v0 |
м3/кг |
- |
0,01725 |
||
66 |
Температура |
t 0 |
оC |
- |
524,6 |
||
77 |
Скорость потока на входе в ступень |
С0 |
м/с |
С10= Сi-12 |
74,52 |
||
78 |
Изоэнтропийный теплоперепад ступени |
H |
кДж/кг |
Из предварительного расчета |
37,82 |
||
79 |
Располагаемый теплоперепад ступени от параметров торможения |
H |
кДж/кг |
Для первой ступени –(Н0=Н1ст0), Для последующих ступеней (Н0=Нiст0=Нiст0+(С0)2/(2*103) |
41,02 |
||
810 |
Средний диаметр |
dср |
м |
Определен |
0,8973 |
||
911 |
Окружная скорость |
u |
м/с |
u = πdn=3,14*0,9377*50= |
140,88 |
||
112 |
Отношение скоростей |
xф=u/cф |
- |
хф=u/(103*2*H0)0.5= =147,21/(103*2*43,07)0,5= |
0,492 |
||
113 |
Степень реактивности |
ρ |
- |
Определена |
0,0897 |
||
114
|
Изоэнтропийный перепад в сопловой решетке |
Н0C |
кДж/кг
|
H0C=(1-ρ)·H0= =(1-0,1004)*43,07= |
37,34 |
||
115
|
Теоретическая скорость пара на выходе из сопел |
c1t |
м/с
|
c1t=(103 ·2·H0C)0.5= =(103*2*70,03)0,5= |
273,29 |
||
116
|
Параметры пара за соплами при теоретическом процессе
|
Давление
|
P1
|
МПа
|
f(p'o, v'o, Hоc)
|
16,287 |
|
117
|
Энтальпия
|
h1t
|
кДж/кг
|
h1t=h0-H0c=
|
3302,77 |
||
118
|
Уд. объем
|
v1t
|
м3/кг
|
f(h1t,p1)
|
0,01895 |
||
119 |
Число Маха
|
M1t
|
-
|
M1t=c1t/a1t=c1t/(106*k*P1*v1t)1/2==374,25/(106*1,3* *9,97*0,0342)0,5=
|
0,4315 |
||
120
|
Коэффициент расхода
|
μ1
|
-
|
По графику
|
0,98 |
||
121
|
Выходная площадь сопловой решетки
|
F1
|
m2
|
F1=G·v1t/μ1·c1t=
|
0,019 |
||
222
|
Эффективный угол выхода потока
|
α1эф
|
град.
|
Принимаем 8 - 16 град.
|
14 |
||
223
|
Высота решетки
|
l1
|
м
|
l1=F1/(πde sin(α1)) |
0,0279 |
||
224
|
Относительная высота решетки
|
|
-
|
l1/b1; b1 -принимаем 0,05м
|
0,557 |
||
225 |
Профиль сопловой решетки |
- |
- |
Выбирается в зависимости от M1t; α0; α1эф(10) |
С-9012А |
||
226 |
Относительный шаг сопловой решетки
|
|
- |
По аэродинамическим характеристикам выбранной решетки |
0,77 |
||
227 |
Угол установки профилей сопловой решетки |
αу |
град. |
По аэродинамическим характеристикам выбранной решетки |
33 |
||
228 |
Шаг профилей сопловой решетки |
t1~ |
м |
t1~= ·b1=0,77*0,05= |
0,0385 |
||
229 |
Число сопловых лопаток
|
z1~ |
шт. |
z1~=(πde)/ t1~=(3,14*0,8973*0,9)/0,0385= |
68,86 |
||
230 |
Уточненное число сопловых лопаток |
z1 |
шт. |
Округляется (z1~) до целого числа |
69 |
||
331 |
Уточненное значение шага сопловой решетки |
t1 |
- |
t1=(πde)/z1=(3,14*0,8973* *0,9)/69= |
0,0368 |
||
332
|
Коэффициент скорости
|
φ |
-
|
По графику
|
0,97 |
||
333 |
Скорость выхода потока из сопловой решетки |
с1 |
м/с |
|
265,1 |
||
334
|
Потери в соплах
|
ΔHC |
кДж/кг
|
(1-φ2)·H0C=
|
2,207 |
||
335 |
Относительная скорость на входе в рабочую решетку |
w1 |
м/с |
|
132,92 |
||
336 |
Угол входа относительной скорости |
β1
|
град |
|
28,87 |
||
337 |
Изоэнтропийный теплоперепад в рабочей решетке |
H0рл |
кДж/кг
|
|
3,68 |
||
338
|
Теоретическая скорость на выходе из рабочих лопаток
|
w2t |
м/с
|
|
158,21 |
||
339 |
Параметры пара за рабочей решеткой |
Давление
|
p2
|
МПа
|
f(p1, v1t, Hорл) |
16,09 |
|
340 |
Энтальпия |
h2t
|
кДж/кг
|
h2t=h1t+ΔH0c-H0рл=
|
3301,3 |
||
441 |
Уд.объем |
v2t |
м3/кг
|
f(h2t, p2) |
0,0192 |
||
442
|
Число Маха
|
М2t
|
-
|
M2t=w2t/a2t= w2t/(106·k· p2· ·v2t)0,5= |
0,2499 |
||
443
|
Высота рабочих лопаток
|
l2
|
м
|
l2=l1+Δ= =0,0,0421+0,001+0,002= |
0,0309 |
||
444
|
Коэффициент расхода
|
μ2
|
-
|
По графику
|
0,95 |
||
445
|
Площадь рабочей решетки
|
F2
|
м2
|
F2=G·v2t/µ2·w2t=
|
0,0342 |
||
446
|
Угол выхода потока из рабочих лопаток
|
β2
|
град.
|
β2=arcsin(F2/πdel2) |
23,17 |
||
447
|
Относительная высота решетки
|
|
-
|
= l2/b2 b2 принимаем 0,05 м
|
0,62 |
||
448 |
Профиль рабочей решетки |
- |
- |
Выбирается в зависимости от M2t; β1; β2(10) |
Р-3525А |
||
449 |
Относительный шаг рабочей решетки |
|
- |
По аэродинамическим характеристикам выбранной решетки |
0,6 |
||
450 |
Угол установки профилей рабочей решетки |
βу |
град. |
По аэродинамическим характеристикам выбранной решетки |
80 |
||
551 |
Шаг профилей рабочей решетки |
t2~ |
м |
t2~= ·b2=0,6*0,05= |
0,03 |
||
552 |
Число рабочих лопаток |
z2~ |
шт. |
z2~=(πd)/ t2~= =(3,14*0,8973)/0,03= |
93,9 |
||
553 |
Уточненное число рабочих лопаток |
z2 |
шт. |
Округляется (z2~) до целого числа |
94 |
||
554 |
Уточненное значение шага рабочей решетки |
t2 |
- |
t2=(πd)/z2= =(3,14*0,8973)/94= |
0,029 |
||
555 |
Коэффициент скорости |
ψ |
- |
По графику |
0,955 |
||
556 |
Относительная скорость выхода потока из рабочей решетки |
w2 |
м/с |
w2=ψ· w2t= |
151,09 |
||
557 |
Потери в рабочей решетке |
ΔHрл |
кДж/кг |
|
1,101 |
||
558 |
Абсолютная скорость потока за ступенью |
с2 |
м/с |
|
59,25 |
||
559 |
Угол выхода потока из ступени |
α2 |
град. |
|
91,9 |