- •Оглавление
- •Раздел 1. Теория турбинных ступеней.
- •Цель, задачи, предмет изучения и основное содержание дисциплины «стд. Судовые турбомашины», ее роль и место в системе подготовки специалиста в соответствии с требованиями гос впо и кт
- •Назначение паровой турбины( турбомашины) и ее особенности как теплового двигателя. Принцип действия пт
- •Классификация паровых турбин судовых энергетических установок
- •А). Основные уравнения парового потока в турбине
- •1. Геометрические характеристики турбинной ступени
- •2. Понятие об элементарной плоской турбинной ступени. Геометрические характеристики турбинной решетки.
- •3. Преобразование энергии пара в активной и реактивной турбинных ступенях
- •1. Определение скорости выхода пара из каналов направляющего аппарата и рабочей решетки.
- •1.1. Определение скорости выхода пара из каналов рабочей решетки
- •1.3. Понятие о степени реакции
- •2.1 Влияние косого среза на работу решетки
- •2.2. Расход пара через решетку. Определение высоты лопаток
- •1. Физическая сущность потерь кинетической энергии пара
- •2. Аэродинамические характеристики решеток и их определение
- •Б). Влияние числа Маха на потери энергии
- •3. Влияние конструктивных факторов на потери энергии
- •1. Силовое воздействие потока пара на рабочие лопатки
- •2. Работа на окружности турбинной ступени
- •3. Общее выражение для кпд на окружности турбинной ступени
- •1. Определение и состав внутренних потерь
- •2. Общая характеристика потерь на протечки через зазоры
- •3.Потери на протечки через зазоры в реактивной и активной турбинных ступенях
- •1. Внутренние потери энергии в активной турбинной ступени
- •2. Потери энергии от влажности пара и неучтенные потери
- •3. Внутренняя работа и внутренний кпд турбинной ступени
- •1. Применение радиальных турбинных ступеней в турбомашинах
- •2. Кинематика рабочей среды в радиальных турбинных ступенях
- •Очевидно, что
- •3. Силовое воздействие потока рабочей среды в радиальных турбинных ступенях
- •1. Методы и задачи теплового расчета, исходные данные
- •Давление пара за турбинной ступенью р1.
- •Адиабатный перепад на турбинную ступень:
- •Располагаемый теплоперепад на турбинную ступень
- •Б). Определение формы межлопаточных каналов направляющих решеток
- •3. Оценка основных геометрических размеров ступени
- •1. Расчет направляющего аппарата
- •В). Расчет потерь энергии в направляющей решетке
- •Д). Построение входного треугольника скоростей
- •Особенности расчета рабочих лопаток
- •Б). Определение угла выхода пара из рабочей решетки
- •Д). Расчет потерь энергии в рабочей решетке
- •Расчет внутреннего кпд и внутренней мощности турбинной ступени
- •1. Принцип действия и устройство колес со ступенями скорости
- •2. Треугольники скоростей колеса с двумя ступенями скорости
- •3. Процесс в диаграмме h-s для колеса с двумя ступенями скорости
- •1. Работа и кпд на окружности двухвенечного колеса скорости
- •2. Область применения колес со ступенями скорости
- •1. Принципиальное устройство многоступенчатых паровых турбин
- •2. Процесс в диаграмме h-s для многоступенчатой паровой турбины
- •3. Понятие о возвращенном тепле. Связь между кпд многоступенчатой паровой турбины и кпд ее ступеней
- •1. Понятие об использовании выходной энергии мспт
- •2. Коэффициент использования выходной энергии
- •3. Процесс в диаграмме h-s при использовании выходной энергии
- •1. Эффективный кпд гтза и валопровода
- •2. Удельный и секундный расходы пара
- •3. Характеристика многоступенчатой паровой турбины
- •1. Определение осевого усилия, действующего на ротор многоступенчатой паровой турбины
- •2. Принцип действия думмиса и определение диаметра разгрузочного поршня
- •3. Осевые усилия, действующие на ротор многоступенчатой паровой турбины при работе на задний ход
Расчет внутреннего кпд и внутренней мощности турбинной ступени
При расчете внутреннего КПД ступени в соответствии с §§ 11-14 [2] необходимо рассчитать внутренние потери, наблюдаемые в ступени, в зависимости от ее конструкции и условий работы и не учитываемые КПД на окружности.
В общем случае, в сумму внутренних потерь, не учитываемых КПД на окружности, должны быть включены следующие потери
∑(3.2.47)
Потери, связанные с протечками пара через зазоры qз характерны для турбинных ступеней всех типов и определяются в соответствии с рекомендациями § 2.7.3 при этом для активных турбинных ступеней (ρ=0 и 0<ρ<0.5) предпочтительнее схема протечек показанная на рис.47.а.
Потери, связанные с парциальным подводом пара qв определяются только для активных турбинных ступеней (ρ=0 и 0<ρ<0.5), у которых ε<1 в соответствии с рекомендациями § 2.8.1.а..
Потери на трение о пар диска и бандажа qr определяются только для активных турбинных ступеней (ρ=0 и 0<ρ<0.5), в соответствии с рекомендациями § 2.8.1.б.
Потери, связанные с влажностью пара qх определяются для тех турбинных ступеней, у которых точка As находится ниже линии насыщения на диаграмме h-s (ступень работает на влажном паре) в соответствии с рекомендациями § 2.8.2.а.
Неучтенные потери qн определяются для всех типов турбинных ступеней в соответствии с рекомендациями § 2.8.2.б.
Определив все внутренние потери в ступни, можно записать выражение для внутренней работы (удельной внутренней работы, производимой 1 кг/пара)
(3.2.48)
где - сумма потерь энергии на окружности;
- сумма внутренних потерь, без учета .
Внутренний КПД турбинной ступени - это отношение внутренней работы к располагаемому теплоперепаду в ступени
(3.2.49)
Расчет внутренней мощности ступени производится по расходу пара G, подведенному к направляющему аппарату ступени
(3.2.50)
Входе теплового расчета ступени одновременно с определением внутреннего КПД и внутренней мощности определяются некоторые размеры ступени. Эти размеры должны обеспечивать наилучшие условия работы ступени и пропуск заданного расхода пара. Прочие необходимые для выполнения эскиза рассчитанной турбинной ступени размеры назначаются из соображений обеспечения ее надежной работы в соответствии с рекомендациями §16 [2].
Осевые размеры ступени назначаются таким образом, чтобы обеспечить прочность элементов ступени на всех режимах ее работы. В дальнейшем условия прочности проверяются проведением конструктивного расчета, однако на первом этапе проектирования приходится назначать эти размеры, не имея данных расчета на прочность.
Осевые и радиальные зазоры в облопатывании и уплотнениях должны быть такими, чтобы при всех условиях исключить возможность задевания подвижных деталей турбины о неподвижные. При выборе величины зазоров учитываются также требования наилучшей организации потока пара в ступени.
Осевая длина ступени Lст определяется суммой
Lст=Bd+δa1+Bs+δa2 (3.2.51)
Тепловой расчет турбинной ступени завершается построением эскиза ее проточной части (рис.77 и 78).
Результаты теплового расчета турбинной ступени оформляются в виде пояснительной записки.
Пояснительная записка должна содержать все расчеты и графические материалы, отражающие выполнение теплового расчета турбинной ступени.
Текст записки должен быть написан аккуратно. В тетради оставляются поля для заметок проектанта и проверяющего преподавателя. Необходимо, чтобы порядок изложения материала соответствовал последовательности всех расчетов и принятым величинам.
Рисунки и графики должны быть вклеены в соответствующие места текста. Все рисунки, кроме кальки, снятой с диаграммы h-s, выполняются на миллиметровой бумаге в размерах, удобных для размещения в записке. На рисунках и графиках указываются все характерные обозначения и размеры в соответствии с текстом и расчетом, приведенным в пояснительной записке. В начале записки следует поместить задание на расчет, после чего приводятся все материалы расчета.
Обязательным графическим материалом является:
треугольники скоростей;
калька приближенного процесса в турбинной ступени с указанием всех снятых значений (снимается с диаграммы h-s);
эскиз проточной части турбинной ступени, масштаб 1:2 или 1:2,5.
Лекция №13 | |
Тема: |
Колеса со ступенями скорости |
Учебная цель: |
Дать систематизированные основы научных знаний о принципе действия, устройстве, области применения и физических процессах преобразования энергии в колесах со ступенями скорости |
Учебные вопросы: |
|
Литература: |
[1]. Иванов Г.В., Горбачев В.А., Усов Ю.К. «Судовые турбомашины», СПб – ВМИИ, 2006. c. 128÷138 |