- •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
2. Удельный и секундный расходы пара
Эффективный КПД турбины является достаточно полной характеристикой для сравнения экономичности различных турбин, работающих при одинаковых начальных и конечных параметрах пара. Однако для сравнения экономичности турбин, работающих при различных начальных параметрах и давлении в конденсаторе, обычно используют не эффективный КПД турбины ηе, а удельный расход пара на турбину.
Удельным расходом пара на турбину называется количество пара, необходимое для создания единицы мощности в единицу времени. В международной системе единиц СИ, которую мы используем, удельный расход определится количеством килограмм пара, необходимым для создания мощности в 1 ватт в течение 1 секунды.
В соответствии с определением и учитывая выражение (4.5.12), получаем формулу для определения удельного расхода пара на турбину dе
, кг/Вт·с. (4.5.20)
Располагая данными о начальных и конечных значениях параметров пара, по диаграмме h-s снимаем величину адиабатного теплоперепада на турбину На. Задавшись, согласно (4.5.13), значением эффективного КПД турбины ηе, по формуле (4.5.20) можно вычислить величину удельного расхода пара dе.
Для современных корабельных турбоагрегатов dе=(1.2÷1.7)·10-6 кг/Вт·с.
Зная теперь удельный расход пара dе и потребную эффективную мощность турбины Nе, можно, согласно (4.5.20), определить необходимый расход пара на турбину
G = deNe. (4.5.21)
Удельный расход пара является одной из основных характеристик экономичности паротурбинной установки.
На рис.98. показан характер изменения удельного dе (1) и секундного G (2) расхода пара на турбину в зависимости от изменения ее мощности.
В корабельных турбинах с уменьшением их мощности и скорости корабля происходит значительное уменьшение окружных скоростей рабочих лопаток и как следствие уменьшение КПД отдельных ступеней и турбины в целом, поэтому согласно (4.5.20) происходит возрастание удельного расхода пара. С увеличением мощности турбины секундный расход пара на нее также возрастает.
3. Характеристика многоступенчатой паровой турбины
Основной характеристикой режима работы турбинной ступени является отношение скоростей
. (4.5.22)
Аналогичную характеристику можно получить и для многоступенчатой турбины.
Допустим, все ступени турбины имеют одинаковую характеристику ξ. Тогда для k-ой ступени будет
, (4.5.23)
а адиабатный теплоперепад с учетом (4.5.23) составит величину (z=1):
, (4.5.24)
Из выражения (4.5.24) следует
.
Просуммируем правую часть формулы (4.5.24) по всем ступеням. Получим (На≈Н0)
,
где На – адиабатный теплоперепад;
Н0 – располагаемый теплоперепад на турбину, определяемый формулой H0=R·Ha; при этом принято
ha1 = ha2 = . . . = hak.
Введем обозначение
, (4.5.24)
которое носит название характеристического числа турбины или характеристики Парсонса. График зависимостиηе=ƒ(χ), показанный на рис.99, имеет такой же вид, как и для единичной ступени и показывает, что многоступенчатая паровая турбина имеет максимальное значение КПД только на одном режиме, как правило, это номинальный режим, на других режимах, отличных от этого режима, КПД турбины уменьшается. Также характеристика χ не является универсальной, так как для различных турбин максимум ηе может наблюдаться при различных значениях χ.
Лекция №18 | |
Тема: |
Осевые усилия, действующие на ротор МСПТ |
Учебная цель: |
Дать систематизированные основы научных знаний об осевых усилиях, действующих на ротор МСПТ и способах их разгрузки |
Учебные вопросы: |
|
Литература: |
[1]. Иванов Г.В., Горбачев В.А., Усов Ю.К. «Судовые турбомашины», СПб – ВМИИ, 2006. c. 170÷177 |