Лекция 9 Продолжение изложения методики расчета ступени, работающей на влажном паре: определение дополнительных потерь в ступени; определение относительного лопаточного и относительного внутреннего кпд; построение процесса расширения пара в ступени в h-s диаграмме; определение мощности ступени и параметров пара за ступенью
1.Определение относительного лопаточного кпд в ступени.
По треугольникам скоростей, полученным для влажного пара определим
ɳол
|
u∙(w1 |
∙cosβ +w2 |
∙cosβ ) |
ηвл ∆= |
|
1 |
2 |
ол |
E0 |
|
|
|
|
|
|
Где Е0 – располагаемый теплоперепад ступени
Е0=Н0 - ϗвс∆Нвс
ϗвс – коэффициент использования выходной скорости в следующей ступени. Если это промежуточная ступень и угол α2 близок к 900, то ϗвс=1.
Если это последняя ступень, то ϗвс=0.
Относительный лопаточный кпд ступени, посчитанный по треугольникам скоростей не учитывает тормозящий эффект капель влаги, ударяющихся во входную кромку рабочих лопаток со стороны спинки. Поэтому Относительный лопаточный кпд ступени, работающей на влажном паре следует считать по полуэмпирической формуле:
|
вл |
пп |
ηол |
= ηол [1 – 2u/Cф(К1у0 + К2 у)] |
|
Где |
|
|
у = у2 – у0 |
||
у0 |
– степень влажности пара на входе в ступень |
|
у2 |
– степень влажности пара на выходе из ступени |
|
ηолпп - относительный лопаточный кпд ступени, работающей на перегретом паре.
|
|
u∙(w′′∙cosβ′′+w′′∙cosβ′′) |
|||
ηпп |
= |
1 |
1 |
2 |
2 |
|
|
|
|
||
ол |
|
|
E0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
′′ |
2 |
Е0=Н0 - ϗвс∆Нвс |
, где ∆Нвс= |
(С2 ) |
|
2 |
|
||
|
|
|
здесь скорости и углы определены для перегретого пара К2=0,35
К1 =f(λ, ρ)
2.Абсолютные потери от влажности :
∆Нвл = (ɳолпп - ηолвл)Е0
3.Рассчитаем дополнительные потери в регулирующей ступени:
|
k |
∙d |
|
|
u |
3 |
ξтр= |
тр |
ср |
|
∙ ( |
|
) |
π∙l ∙sinα |
1 |
c |
||||
|
1 |
|
|
ф |
|
|
ξтр − относительные потери энергии от трения диска об пар;
kтр = 0,6∙10-3
Абсолютные потери энергии от трения диска об пар:
∆Hтр=ξтр∙E0
4.Найдем относительные и абсолютные потери энергии с утечкой пара через надбандажные уплотнения рабочей решетки:
ξб |
= |
π∙dп∙δэ |
∙√ρ |
|
+1.8∙ |
l2 |
∙ηвл |
|
ср |
|
|||||
ут |
|
F1 |
|
|
|
ол |
|
|
|
|
|
|
dср |
||
Для дальнейшего расчета необходимо определить эквивалентный зазор в периферийном уплотнении δэ и периферийный диаметр рабочих лопаток dп:
|
|
dп=dср+l2= |
|
|
|
|||
δэ= |
|
|
1 |
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||||
|
√ |
|
1 |
+ |
|
z |
||
|
(μа |
2 |
|
2 |
|
|
||
|
|
∙δа) (μr∙δr) |
||||||
Для расчета δэ принимаем следующие величины:
величина зазоров δа = 2,5 мм, δr = 1,5 мм
число гребней в надбандажном уплотнении z = 2
коэффициент расхода для осевого зазора: μа = 0,5
коэффициент расхода для радиального зазора: μr = 0,71
Абсолютные потери от утечек через надбандажные уплотнения:
∆Hбут=ξтр∙E0
5.Найдём относительные потери от утечек через диафрагменное уплотнение:
F |
d |
y |
|
|
y |
|
y |
|
|
µ |
у |
|
||
ξд |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ут |
|
|
|
|
|
|
1 √ |
||||
|
|
||||
6. Абсолютные потери от утечек через диафрагменное уплотнение:
∆Hдут=ξдут∙E0
7. Относительный внутренний кпд
ɳηвл=ɳвлол − ξтр − ξбут − ξдут
8. Внутренняя мощность ступени:
Ni=G0∙Hi=G0∙H0 ɳвл;
Используемый теплоперепад ступени:
Hi=E0-∆Hc-∆Hр-(1-χвс)∙∆Hвс-∆Hтр-∆Hбут-∆Hдут
или Нi=Н0·ɳвл
9.За ступенью выполнено периферийное влагоудаление Определим потери расхода пара из-за того, что за ступенью находится периферийная сепарация влаги Количество влаги, которое ушло в сепаратор
∆Gʹc= Ψ· у0· G
Ψ– коэффициент сепарации
Ψ= Ψʹ·Кλ
Величины Ψʹ и Кλ определяются по dср/l2, Р2 и λ0
Относительное количество отсепарированного пара которое ушло вместе с влагой:
∆Gʹʹc= 0,005· G
Количество пара идущего в следующую ступень:
Gслед ст = G - ∆Gʹʹc - ∆Gʹc
10. Из-за наличия периферийной сепарации уменьшилась влажность парового потока на ∆у2
∆у2 = Ψ· у0
Величина ∆у2 позволяет определить изменение энтальпии на выходе из ступени из-за наличия периферийной сепарации ∆hсеп и определить параметры пара на входе в следующую ступень.
Способы удаления влаги из проточной части турбины
1.Периферийная сепарация
2.Внутриканальная сепарация