Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
курсач Турбины.docx
Скачиваний:
62
Добавлен:
25.03.2016
Размер:
1.78 Mб
Скачать
  1. Детальный тепловой расчёт 8-й ступени

  1. 8.1 Исходные данные для расчёта ступени

  2. Исходными данными для расчёта ступени являются следующие величины: G0– массовый расход пара через ступень, в кг/с; р0– давление пара перед ступенью в МПа;t0– температура пара перед ступенью в˚С; располагаемый теплоперепад на ступеньH0(с учётом статистических параметров перед ступенью), в кДж/кг; скорость входа пара в сопла ступениC0, в м/с; средний диаметр ступениd0, в м; частота вращения ротораn, в 1/с.

  3. 8.2 Расчёт ступени

  4. H0=159,3 (кДж/кг).

  5. h0=2415(кДж/кг).

  6. Доля крупнодисперсной влаги на входе в данную ступень λ:

  7. , где

  8. Zвл– номер ступени (данный), начиная с той, где образовалась влага;

  9. Каэр– характеризует аэродинамическое совершенство проточной части;

  10. .

  11. Производится расчет 3-й ступени ЦНД, полностью работающей во влажном паре.

  12. Выбираем степень реактивности на среднем диаметре:

  13. .

  14. Корневой диаметр принимаем .

  15. Χ0 = 0,8.

  16. Уточняем окружную скорость движения рабочих лопаток U:

  17. , м/с

  18. где d1– средний диаметр 6-й ступени ЦНД, берется из машинного расчета, м;

  19. n – частота вращения ротора цилиндра; n=25 1/с;

  20. м/с;

  21. Рассчитываем входную кинетическую энергию:

  22. ,кДж/кг

  23. где - скорость входа потока пара в сопла ступени;

  24. кДж/кг;

  25. Рассчитываем располагаемый теплоперепад на ступень от параметров торможения :

  26. , кДж/кг

  27. где - коэффициент использования входной кинетической энергии;

  28. принимаю =0,8;

  29. - принимаем из машинного расчета, кДж/кг;

  30. кДж/кг;

  31. Рассчитываем располагаемый теплоперепад на сопловую решетку от параметров торможения :

  32. кДж/кг.

  33. Рассчитываем теоретическую скорость истечения пара из сопел :

  34. м/с.

  35. Определяем режим течения на вы­ходе из сопел по числу Маха :

  36. ,

  37. Где для влажного пара k=1,13;

  38. .

  39. Поскольку то режим течения пара в соплах дозвуковой.

  40. При вычисляем α1эффпо формуле:

  41. , м

  42. где

  43. - коэффициент расхода для сопловой решетки, в первом прибли­жении =1;

  44. - секундный массовый расход пара через седьмую ступень цилиндра, кг/с.

  45. G0= 199 кг/с.

  46. C1t- теоретическая скорость истечения пара из сопел

  47. d1– средний диаметр седьмой ступени ЦНД;

  48. l1– высота сопловой лопатки;

  49. Выбираем хорду соплового профиля ; принимаю=250 мм.

  50. По отношению =0,184, а также=1,по [1, с. 54, рис. 5.2] определяем коэффициент расхода для сопловой решетки при течении через нее перегретого пара.- угол входа потока в сопловую решетку.

  51. , где

  52. ; ;, тогда

  53. .

  54. По ts1определяем коэффициент динамической вязкостим2/с.

  55. Определяем коэффициент кинематической вязкости ν1t:

  56. .

  57. , α1эф=18,967°.

  58. Определяем число Рейнольдса :

  59. ,

  60. где - коэффициент кинематической вязкости

  61. .

  62. Коэффициент расхода для сопловой решетки =1,005.

  63. Используя полученное значение коэффициента расхода для сопловой решетки уточняем:

  64. , α1эф=18,870.

  65. Корневая степень реактивности :

  66. ; ;

  67. ;

  68. Определяем коэффициент потерь энергии сопловой решетки :

  69. ,

  70. где - коэффициенты учитывающие влияние соответственно, определяются по [1, с. 59, рис. 5.5].

  71. - коэффициент потерь энергии сопловой решетки для перегретого пара, определяется по [1, с. 59, рис. 5.5] в зависимости от и

  72. ;

  73. ; .

  74. .

  75. Угол отклонения струи вследствие влажности определяется так:

  76. , где

  77. y0 =0,077,;, тогда

  78. .

  79. Угол выхода потока из решетки (по отношению к направлению скорости U):

  80. , при .

  81. 0.

  82. Рассчитываем коэффициент скорости для сопловой решетки :

  83. .

  84. Рассчитываем действительную скорость истечения пара из сопел :

  85. м/с.

  86. Рассчитываем потерю в соплах :

  87. кДж/кг.

  88. Построение входного треугольника скоростей ступени.

  89. При можно принять, что угол входа потока перегретого пара равен.

  90. Из входного треугольника определяем действительную относительную

  91. скорость пара на входе в рабочие лопатки =115 м/с и угол наклона её к окружной скоростиU=105 град.

  92. Построение выходного треугольника скоростей.

  93. Рассчитываем теоретическую относительную скорость пара на выходе с

  94. рабочих лопаток :, м/с

  95. где - располагаемый теплоперепад на рабочие лопатки;

  96. м/с.

  97. При числе Маха больше 1 эффективный угол решетки рабочих лопаток определится:

  98. Определяем выходную площадь решетки рабочих лопаток:

  99. .

  100. .

  101. .

  102. .

  103. Коэффициент скорости для решетки рабочих лопаток при течении влажного пара:

  104. .

  105. Коэффициент потерь энергии для решетки рабочих лопаток при течении влажного пара:

  106. .

  107. .

  108. Увеличение угла выхода потока из решетки рабочих лопаток:

  109. , где

  110. - угол отклонения жидкой фазы;

  111. - угол отклонения паровой фазы;

  112. y1– влажность пара перед решеткой рабочих лопаток.

  113. .

  114. м/с.

  115. Тогда общий угол выхода потока из решетки рабочих лопаток с учетом влияния влажности:

  116. 0.

  117. Коэффициент потерь энергии для решетки рабочих лопаток при течении перегретого пара:

  118. .

  119. Коэффициент скорости для решетки рабочих лопаток при течении перегретого пара:

  120. .

  121. ; м/с.

  122. .

  123. , ,, тогда

  124. .

  125. Определяем потери в решетке рабочих лопаток :

  126. Рассчитываем выходную кинетическую энергию :

  127. Рассчитываем относительный лопаточный КПД по следующим формулам:

  128. ;

  129. ,

  130. где - коэффициент, учитывающий, какая часть выходной кинетической энергии используется в следующей ступени;=0;

  131. ;

  132. .

  133. - фиктивная скорость ,м/с.

  134. .

  135. По другой формуле:

  136. .

  137. Определяем :

  138. ;

  139. y0– влажность пара;

  140. - увеличение влажности пара в процессе расширения в соплах и на рабочих лопатках;

  141. ;

  142. ; ;; .

  143. Относительная потеря от влажности пара:

  144. .

  145. Потеря от влажности в тепловых единицах :

  146. Так как ,кДж/кг;

  147. ,кДж/кг.

  148. Определяем потерю от утечки над бандажом рабочих лопаток:

  149. ;

  150. - степень реактивности у вершины;

  151. ;

  152. ;

  153. ,м.

  154. мм - осевой зазор между бандажом и диафрагмой;

  155. мм – радиальный зазор уплотнения над бандажом;

  156. - число гребней на бандаже;

  157. м2;

  158. .

  159. , кДж/кг.

  160. Расход через зазоры по бандажу:

  161. , кг/с.

  162. Потери трения диска определяем так:

  163. Сумма потерь:

  164. .

  165. .

  166. Относительный внутренний к.п.д. ступени определяем по формуле:

  167. .

  168. Использованный теплоперепад ступени:

  169. , кДж/кг.

  170. Внутренняя мощность ступени:

  171. , кВт.