Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МУ Ланцев испр..doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
27.08.2019
Размер:
1.38 Mб
Скачать
  1. Средняя теплоёмкость газов Сpt в процессе расширения в турбине при известном коэффициенте избытка воздуха может быть оценена из выражения:

Сpt = (1)

где - t0 = T0 – 273 – температура газа перед турбиной, ;

- t20 = T20 – 273 – температура газа за турбиной в конце изоэнтропийного расширения, ;

- Т20 – изоэнтропийная температура, К.

,

где (2)

.

Определение Сpt и Т20 производится по формулам (1) и (2) последовательным приближением.

Для первого приближения можно принять Срt=1,13 кДж/(кг  К).

Отличие полученного значения Срt от принятого обычно не должно превышать 1%.

2.Обычно в газовых турбинах применяют ступени с реакцией на среднем диаметре в пределах =0,2…0,5,которые имеют более высокий КПД при работе на временных режимах. Вдоль проточной части степень реакции может оставаться постоянной или возрастать от первой и последней ступени в указанных пределах.

 =1- ,

где

- относительный диаметр ступени,

L – высота рабочей лопатки, м

D- средний диаметр ступени, м.

В курсовом проектировании значение для первой ступени принимают по прототипу, либо принять 1 и определить.

3.Судовые газовые турбины могут быть выполнены с постоянным средним диаметром D=const и постоянным внутренним диаметром Dk=const. Однако возможны и другие схемы проточной части, когда все диаметры не постоянны.

В курсовом проекте средний диаметр первой ступени D1 принимают по прототипу. Обычно он равен (1,0…1,3) среднего диаметра последней ступени осевого компрессора.

Окружная скорость U1 на среднем диаметре первой ступени из условий прочности должна находиться в пределах до 320…350 м/с.

4. Обычно в газовых турбинах изоэнтропийный теплоперепад в первых ступенях не превышает величины 150…250 кДж/кг, а в последних - в два раза меньше.

Таблица 5 Детальный расчёт ступеней газовой турбины

Наименование

величины

Обозна-чение

Размер-ность

Расчетная формула или способ определения

Численные значения величин

1

Номера рассчитываемых ступеней

i

-

-

1

2

3

4

2

Давление газа перед ступенью

P1

Мпа

Из таблицы 1

1,0

0,636

0,380

0,209

3

Давление газа за ступенью

P2

Мпа

-

0,636

0,380

0,209

0,1020

4

Располагаемый теплоперепад ступени

См. п.1. Указаний

137

139,7

142,2

146,2

5

Изоэнтропийная скорость в ступени

Сиз

м/с

Сиз =

523,5

528,5

533,3

540,7

6

Средний диаметр ступени

D

м

Принимают по прототипу

0,5

0,5

0,5

0,5

7

Окружная скорость на среднем диаметре

U

м/с

U =

271

271

271

271

8

Изоэнтропийная характеристика ступени

vиз

-

Vиз =

0,518

0,513

0,508

0,501

9

Скоростной коэффициент сопел

-

Принимают

= 0,96…0,98

0,97

0,97

0,97

0,97

10

Степень реакции у корня

-

Принимают = 0…0,5

см.п.2. Указаний

0,02

0,02

0,02

0,02

11

Относительный диаметр

-

принимают по прототипу,

а затем уточняют

12

8,7

6,1

4,3

12

Степень реакции на среднем диаметре

-

=

0,177

0,232

0,319

0,423

13

Действительная скорость истечения и сопел

С1

м/с

С1 =

461

463

440

399

14

Температура газа на выходе из сопел

Тс

К

Тс = Т

Для первой ступени

Т = Т0

1023

912

805

705

15

Давление газа на выходе из сопел

Рс

МПа

Рс = Р

Для I ступени Р1 = Р01 = Т0

0,692

0,431

0,244

0,141

16

Удельный объём газа при выходе из сопел

Vc

м/с

Vc =

Cм.п.3. Указаний

0,426

0,61

0,935

1,44

17

Угол выхода потока из сопел

t

град.

См.п.4. Указаний

12

13

15

18

18

Высота сопел

Lc

м

Lc =

0,0425

0,056

0,0784

0,112

19

Перекрыш

ΔL

м

См.п.5. Указаний

0,003

0,004

0,005

0,006

20

Высота рабочей лопатки

L

м

См.п.6. Указаний

0,0455

0,06

0,0834

0,118

21

Относительный диаметр (уточнённый)

-

10,99

8,33

6,0

4,24

22

Степень реакции у корня(проверка)

-

= 1 -

См.п.7. Указаний

0,04

0,008

0,019

0,012

23

Относительная скорость хода на рабочий венец

Wt

м/с

Определяется графически из входного треугольника скоростей или по формуле

203,6

208

191,5

164,2

24

Угол входа потока на рабочий венец

град.

Из треугольника скоростей или по формуле:

28,1

30,3

36,4

48,7

25

Скоростной коэффициент рабочих лопаток

-

Принимаются

= 0,95…0,97

0,96

0,96

0,96

0,96

26

Относительная скорость выхода потока из рабочих каналов

W2

м/с

288

315,6

342,6

372,6

Наименование

величины

Обозна-чение

Размер-ность

Расчетная формула или способ определения

Численные значения величин

27

Температура газов па выходе из рабочих каналов

К

1003

885

767

652

28

Удельный объем газа на выходе из рабочих каналов

, где i–номер ступени

кДж/кг

0,455

0,672

1,06

1,85

29

Угол выхода потока из рабочих каналов

град

19.3

19.8

20.7

23.8

30

Абсолютная скорость выхода потока из ступени

м/с

Из выходного графика скоростей или по фор­муле:

95

110

131

166

31

Угол выхода потока из ступени

град

Из графика скоростей или по фор­муле:

89,5

76,3

67,8

65

32

Потеря в соплах

6,66

6,34

5,72

5,0

33

Потеря в рабочих каналах

3,53

4,24

5,0

5,9

34

Потеря с выходной скоростью

4,5

6,05

8,55

13,7

35

Окружной КПД ступени

0,893

0,881

0,865

0,831

36

Коэффициент потерь на трение диска о газ

0,0044

0,0029

0,0018

0,001

Наименование

величины

Обозна-чение

Размер-ность

Расчетная формула или способ определения

Численные значения величин

37

Относительный радиальный зазор рабочего венца

Принимается

0,02

0,02

0,02

0,02

38

Коэффициент потерь от утечек газа через зазоры облопатывания

где

0,0388

0,0382

0,0375

0,036

39

Потерн на трение диска и утеч­ки

5,91

5,75

5,59

5,42

40

Температура газа за ступенью

Т2

К

1009

891

772

657

41

Полная температура за сту­пенью

Т2п

К

Полное давление за ступенью

МПа

0,6367

0,381

0,210

0,1025

Внутренний КПД ступени

0,85

0,84

0,825

0,794

Внутренний теплоперепад ступени

116,4

117,3

117,4

116,1

Внутренний КПД турбины

0,8526

Внутренняя мощность турбины

Nim

квт

Nim=GHali

7008

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению детального расчета ступеней газовой турбины

(таблица 5)

1. Располагаемый теплоперепад первой ступени определяется из формулы:

,

а теплоперепады остальных ступеней по формуле:

,

где T =(T)i-1; и Р =(Р)i-1 полные параметры перед ступенью

Значения полных параметров предыдущей ступени (T)i-1; и (Р)i-1 определяются в пп. 41, 42 таблицы 5. При этом следует учесть, что детальный расчет ступеней выполняется последовательно, т.е. расчет последующей ступени начинается только после окончания расчета предыдущей ступени.

2. В турбинах для уменьшения потерь от подсоса у корня и утечек у вершин лопаток стремятся получить реакцию у корня, близкую к нулю, а именно:

к-0... + 0,05.

Если принято к, то реакция на среднем диаметре будет равна:

, где

- относительный диаметр.

В первом приближении можно принять, что , от первой до последней ступенеи изменяются по линейному закону.

,

где Z - число ступеней,

i - номер ступени,

1 и 2- относительный диаметр первой и последней ступеней прототипа.

3. Для продуктов сгорания жидкого топлива значение газовой постоянной может быть принято

Rг = 0,2885 кДж/кгК .

4. Угол выхода потока из сопел 1 принимается для первой ступени в пределах 1 =12...14°, а в последующих 1 можно увеличивать до 30°, если это необходимо для обеспечения плавного очертания проточной части турбины. При известной высоте сопла L угол 1 можно определить из формулы:

5. Высота рабочих лопаток LЛ назначается больше высоты сопел Lc на величину перекрыша  L

LЛ= Lc +  L .

Величина  L, в свою очередь, определяется как сумма перекрышей верхнего b и нижнего  Н:

L = b + Н . Значения b и Н зависят от высоты сопла и приведены ниже в таблице 6

Таблица 6 Нижние и верхние перкрытия сопел

Высота сопловых

лопаток, мм

Перекрыш, мм

верхний b

нижний  Н

L

до 35

1,0

1,5…2,0

2,5…3

35…55

1,0

2,0…2,5

3…3,5

55…75

1,5…2,0

2,5…3,0

4…5

75…150

2,0…2,5

3,0…3,5

5…6

150…300

2,5…3,0

3,5…4,0

6…7

300…400

5…6

6,5…7,5

11,5…13,5

6. При определении высот сопел и рабочих лопаток следует проверить плавность проточной части турбины. Высоты лопаток должны равномерно возрастать, а раскрытие угла проточной части не должно превышать 15 - 20°. При необходимости высоту сопел следует регулировать соответствующим изменением угла 1.

7. Полученное при проверке значение к должно находиться в рекомендованных пределах к = 0...+ 0,05. В противном случае следует значение ., полученное в п. подставить в п. 11 и повторить расчет по пп.11 - 22 во втором приближения.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.