Расчет второй (первой нерегулируемой) ступени - Расчет паровой турбины
Для расчета ступени предварительно заданы или найдены следующие параметры:
- 1) располагаемый теплоперепад Н0= 90.544 кДж/кг; 2) примем длины сопловых и рабочих лопаток l1=0.014 м, l2 =0.016 м; 3) средний диаметр ступени d= dК+l2= 1.2498+0.016= 1.2658 м; 4) состояние пара перед ступенью (после регулирующей ступени-точка a0 на рис. 4): h0 =hКРс = 2999.7255 кДж/кг, p0= pКРс =0.965 МПа; 5) расход пара через ступень G= 11.239 кг/с; 6) скорость пара на входе в ступень с0 = 0 (для последующих ступеней с0 > 0 и зависит от скорости с2 предыдущей ступени).
В среднем сечении степень реактивности с определяется по выражению
С=1-(1-сК)-( dК/d)1,8=1-(1-0)-(1.2498/1.2658)1,8=0.023,
Где dК- диаметр корневого сечения.
Pасполагаемый теплоперепад H0 перерабатывается в сопловой и рабочей решетках. В сопловой решетке перерабатывается теплоперепад
Н01 = (1 - с)Н0= (1 -0.023)-90.544 = 88.494 кДж/кг.
В рабочей решетке перерабатывается теплоперепад
Н02 = с-Н0 = Н0- Н01 = 90.544-88.494=2.05 кДж/кг.
Рис.3. Процесс расширения пара в турбинной ступени в h, s-диаграмме
Откладывая на изоэнтропе, проходящей через точку а0 на h, s-диаграмме (рис. 3), теплоперепад Н01 и Н02, найдем изобары р1 = 0.663 МПа (проходит через точку а1t) и p2= 0.657 МПа (проходит через точку a2t).
Предварительно примем коэффициент скорости сопловой решетки ц=0.964.
Потери в сопловой решетке
НС= (1-ц2) - (H0l + с02/2000)=(1 -0.9642) -88.494 = 6.269 кДж/кг.
Точка a1 на изобаре р1 определяется по энтальпии
H1 = h0-Н01+НС = 3261.36-88.494+6.269 = 2916.754 кДж/кг.
В точке a1 на h, s-диаграмме определяем удельный объем пара на выходе из сопловой решетки v1= 0.3422 м3/кг.
Действительная скорость выхода пара из сопловой решетки
С1=ц-0.964-405.525 м/c.
Угол выхода пара из сопловой решетки для первой нерегулируемой ступени в турбинах небольшой мощности желательно принимать минимальным б1= 11О для получения максимальной длины лопаток.
По уравнению сплошности для выходного сечения сопловой решетки находим произведение е-l1:
Е-l1=G-v1/(р-d-c1-sinб1)=
=11.239-0.3422/(р-1.2658-405.525-sin11O)=0.012 м.
L1= е-l1/ еОпт.
В нашем случае е-l1> 0.01м, степень парциальности принимаем е=1, поэтому окончательная длина сопловых лопаток
L1= е-l1/ е =0.014/1=0.012 м.
В нашем случае принимаем b1=0.0465 м. Уточняем коэффициент скорости ц по выражению (4):
Ц= 0.98- 0.009-b1/ l1=0.964.
Окружная скорость на среднем диаметре
U=р-d-n= р-1.2658-50=198.831 м/c.
Определяем все параметры потока пара на входе в рабочую решетку:
C1u= с1-сosб1= 405.525-сos11O= 398.074 м/c;
C1a=w1a = с1-sin б1=405.525-sin11O =77.378 м/c;
W1u= c1u- u =398.074-198.831 = 199.243 м/c;
W1==213.741 м/c;
В1=аrcsin (w1a/ w1)= аrcsin(77.378/ 213.741)= 21.224O.
Окончательно длину рабочих лопаток принимаем с учетом перекрыши Дl=(0,002...0,01) м (с ростом длины лопаток перекрышу увеличивают):
L2=l1+ Дl=0.012+0.002=0.014 м.
Ширину рабочих лопаток b2 принимают в зависимости от длины l2:
При l2<0,03 м b2=(0.025...0.03) м;
В нашем случае принимаем b2= 0.025м.
Угол выхода потока пара из рабочей решетки в2 можно оценить предварительно в2=в1-(2...5)О = 180 И найти угол поворота Дв=180-( в1+ в2).
Коэффициент скорости рабочей решетки ш определяют по графикам (рис. 4) или по выражению
Ш =0.972-[0.0037+0.00021-(Дв-90)]-(1.4+ b2/ l2)
Для нашего расчета Дв=180-(21.224+19.224)=139.5520;
B2/ l2=0.025/0.016=1.56;
Ш =0,972-[0,0037+0,00021-(140.468-90)]-(1.4+ 1.56)=0.928.
Теоретическая скорость пара на выходе из рабочей решетки
W2п==223.124м/c. Действительная относительная скорость пара на выходе из решетки
W2=ш- w2п=0.928-223.124=207.044 м/c.
Потери в рабочей решетке
НЛ=(1-ш2)- w22п/2000=(1-0.9282)-223.1242/2000=3.459 кДж/кг.
Определяем положение точки а2 на изобаре р2=0.657 МПа h, s-диаграммы (рис. 9) по энтальпии
H2=h1-H02+HЛ=2916.754-2.05+3.459=2918.141 кДж/кг
И находим удельный объем пара за рабочей решеткой в точке а2 H, s-диаграммы: v2=0.34584 м3/кг.
Из уравнений сплошности для выходных сечений сопловой и рабочей решеток следует (пренебрегая утечками пара через лабиринтовые уплотнения в пределах ступени) по аналогии с формулой (8):
С2а=w2a=w1a-l1-v2/(l2-v1)=
=77.378-0.014-0.3458/(0.016-0.3422)=67.415 м/c.
Находим другие элементы выходного треугольника скоростей:
= -195.761 м/c;
С2u=w2u+u= -195.761+198.831=3.071 м/c;
=67.485 м/c;
В2=arcsin(w2a/w2)= arcsin(2.926/207.044)=19.002;
Б2=arccos(-c2u/c2)= arccos(8.192/8.698)=87.3920.
Потеря с выходной скоростью ступени
НВ=с22/2000=67.4852/2000=2.277 кДж/кг.
Удельная работа пара на лопатках ступени (по уравнению
Л. Эйлера)
L=u-(c1u-c2u)/1000=198.831-(398.074+3.071)/1000=78.539 кДж/кг.
Проверка энергетического баланса ступени
Располагаемый теплоперепад ступени (приход энергии)
Н'0=H0+c20 /2000=90.544 кДж/кг.
Расход энергии
L+HC+HЛ+НВ=78.539+6.269+3.459+2.277=90.544 кДж/кг.
Погрешность расчета д=100-(90.544-90.544)/90.544=0%. Увязка баланса удовлетворительная.
Относительный лопаточный КПД ступени
ЗОл=L/H?0=78.539/90.544=0.867.
Кроме потерь на венце (НС, НЛ, НВ) в турбинной ступени имеют место другие, так называемые дополнительные потери:
Потери от утечек рабочего тела в пределах ступени;
Потери энергии на преодоление трения вращающегося диска в вязкой среде;
Потери, связанные с парциальным подводом пара в турбинной ступени;
Потери от влажности пара.
- диаметр уплотнения, м;
ДУ- радиальный зазор в уплотнении, м;
Z - число гребней в лабиринтном уплотнении диафрагмы.
Примем конструктивно dУ=0.35 м, дУ=0.0003 м, z=3, получим при
U/c?Из=198.131/=0.4656:
Коэффициент потерь от утечек пара через диафрагменное уплотнение, где, - коэффициенты расхода через диафрагменное уплотнение и через сопловую решетку ступени соответственно; их численные величины принимают в пределах:
, ;
;
Коэффициент потерь на трение диска жТ определяют по выражению
,
Где kТр- эмпирический коэффициент, принимаемый в пределах(0.45...0.8).10-3.
;
ЖПц=0, т. к. степень парциальности еОпт=1.0;
ЖВл=0, т. к. х=1.0.
Внутренний относительный КПД ступени зОi определяют с учетом всех потерь ступени:
=0.867-0.01081-0.007545-0-0=0.751.
Суммарные дополнительные потери ступени
=
=(0.01081+0.007545+0+0)-90.544=1.6619 кДж/кг.
Внутренний теплоперепад ступени, кДж/кг, являющийся удельной механической энергией, передаваемой на вал турбины (рис. 9), находится по выражению
НI=(Н0 +c02/2000) зOi=90.544-0.751=67.999 кДж/кг.
Полная внутренняя мощность ступени
=11.239-67.999=764.2356 кВт.
Полная энтальпия пара за ступенью
HК=h0-HI=2999.7255-67.999=2931.7265 кДж/кг.
По результатам расчета турбинной ступени можно начертить эскиз этой ступени с указанием всех геометрических параметров решеток лопаток и кинематических характеристик потока пара, проходящего через эти решетки
Рис.4. Эскиз турбинной ступени (а) и распределение параметров пара в ней (б): 1 - диафрагма, 2- сопловые лопатки, 3- корпус турбины, 4- рабочие лопатки, 5 - диск ступени, 6- вал турбины
Похожие статьи
-
Расчет регулирующей ступени - Расчет паровой турбины
Выбираем регулирующую ступень в виде двухвенечного диска Кертиса. Примем теплоперепад в ней равным 30 % от общего теплоперепада НТ0, что составит...
-
Определение числа нерегулируемых ступеней турбины - Расчет паровой турбины
После расчета регулирующей ступени известно состояние пара перед второй (первой нерегулируемой) ступенью. Обычно регулирующая ступень бывает вынесена в...
-
Предварительный расчет последней ступени - Расчет паровой турбины
Для предварительного расчета последней ступени известны следующие параметры: НТ0ид, НВz, жИдА, G, n. В дальнейшем расчете индекс z отбрасываем. Скорость...
-
Делаем пересчет механических характеристик двигателя для полученных значений сопротивлений. Полученные значения заносим в таблицу 5. RД. ст1'=3,43 Ом,...
-
Расчет остальных ступеней давления - Расчет паровой турбины
Расчет остальных ступеней проводится последовательно и том же порядке, как для второй ступени. Общими исходными данными для компъютерного расчета отсека...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Расчет паровой турбины
В данном курсовом проекте был произведен тепловой и механический расчет паровой турбины типа АКВ 9 мощностью 11000 кВт, с начальными параметрами пара...
-
Расчет переходных процессов проводим по выражениям: , , , Где МНач, IНач, щНач - начальные значения соответственно момента, тока и скорости; МКон, IКон,...
-
Механический расчет - Расчет паровой турбины
Расчет рабочей лопатки на прочность. Рис. 11. Эскиз профиля лопатки Рис. 12. Эскиз лопатки. Для расчета возьмем рабочую лопатку последней ступени. По...
-
Расчет схемы регенеративного подогрева воды - Расчет паровой турбины
По заданию в турбинной установке необходимо обеспечить подогрев питательной воды до 150 °С. Для этого принимаем простую схему регенеративного подогрева...
-
Определение расхода пара - Расчет паровой турбины
Расчет турбины проводим на экономическую мощность. Примем NЭк =0.9NЭ=0.9-12000 = 10800 кВт. Давление перед соплами регулирующей ступени при расчетном...
-
Определение межосевого расстояния и параметров зубчатых колес второй ступени. В соответствиями с указаниями [1] принимаем = 490 М; = 1,01; = 0,1; =427...
-
Определение межосевого расстояния и параметров зубчатых колес первой ступени. В соответствии с рекомендациями [3] межосевое расстояние определяется по...
-
Сопротивление якоря горячее. Ом, Где ф= 75°С - перегрев обмоток двигателя относительно начальной температуры (15°С). Коэффициент полезного действия при...
-
Данные для построения: NМ1 =-35 об/мин - частота вращения в 1 рабочей точке; T1 = 20 с - время работы в 1 точке; NМ2 = 95 об/мин - частота вращения в 2...
-
Классификация современных паровых турбин
Введение Паровая турбина является силовым двигателем, в котором потенциальная энергия пара превращается в кинетическую, а кинетическая в свою очередь...
-
Расчет ступенчатой колонны производственного здания - Метрология, стандартизация и сертификация
1. Исходные данные: Расчетные усилия верхней части колонны М=193,0кН*м; N=-300,6кН; М=-346,32кН*м; N=-455,37кН Расчетные усилия нижней части колонны...
-
Если диаметр барабана мал, а редуктор велик, то соотношение не выполняется. Тогда имеем ступенчатый барабан (рис. 3б). Ступень увеличивает длину барабана...
-
В проектируемом варианте при производстве передней рамы фронтального погрузчика МоАЗ 40484 используется механизированная сварка. Режимы сварки плавящимся...
-
Гидравлический расчет аппарата, Определение диаметра колонны - Ректификационная установка
Определение диаметра колонны Диаметр тарельчатой колонны определяют, исходя из величины рабочего сечения тарелки. Под рабочим сечением тарелки понимают...
-
Исходные данные Мощность электродвигателя Р1 = 1500 об/мин, N1 = nДв Кинематический расчет Р2 = Р1 - ? ; Р2 = 30 -0,96 = 28,8 кВт, Где ? - кпд,...
-
Задание Спроектировать кожухотрубный теплообменник для нагревания G, кгс, продукта от начальной температуры t2Н до конечной t2К теплоносителем с...
-
Проектирование стержня центрально-сжатой колонны Рис 12. Сечение сквозной колонны Расчетное усилие на колонну: . Задаемся гибкостью: . Условная гибкость:...
-
Сжатые винты проверяют на устойчивость по условию устойчивости: , Где - расчетный коэффициент запаса устойчивости; - допускаемый коэффициент запаса...
-
Напор подача насос трубопровод Определение величины потребного напора для заданной подачи Для определения потребного напора запишем уравнения Бернулли...
-
Кинематическая схема Рис. 1 - Кинематическая схема Выбор двигателя. Кинематический расчет привода Определение мощности и частоты вращения двигателя 1....
-
Гидравлический расчет - Расчет кожухотрубного теплообменника для стерилизации масла
Гидравлический расчет выполняется для определения потерь давления и затрат энергии на преодоление этих потерь. 1. Общие потери давления определяются: ДС...
-
Задача светотехнического расчета определить потребляемую мощность источников света для обеспечения нормированной освещенности. В результате прямого...
-
Расчет припусков на обработку - Проектирование и расчет вала-шестерни
Исходные данные: ; Ra - 1,6; сталь 40Х. Наименование детали: "Вал-шестерня ". Масса заготовки: 94 кг; Заготовка: Поковка. Поверхность: Наружная. Вид...
-
Технологическое оборудование по производственному назначению подразделяется на основное (станочное, демонтажно-монтажное и др), комплектное,...
-
Боковые поверхности зубьев шлицевого соединения работают на смятие, а основание их - на изгиб и срез. Для шлицевых соединений решающее значение имеет...
-
Себестоимость продукции - это выражение в денежной форме затраты предприятия на производство и реализацию продукции. Себестоимость показывает, во что...
-
Режим динамического торможения при реактивном характере нагрузке производственного механизма (участок 89 - рисунок 6) от до 0. RДв. гор+ RДТ= 2,33Ом; С....
-
Целью данного расчета является выбор ступеней сопротивлений в цепях электропривода механизма передвижения моста. В соответствии с его выбором...
-
Методика расчета. Определим размер пакета дроби: , (4.1) Где i = 8, число лопаток импеллера; J = 2.5 г /см плотность пакета чугунной дроби B = 50 мм,...
-
Проверочный расчет шпоночных соединений - Расчет редуктора электродвигателя
Назначаем призматические шпонки со скругленными торцами по ГОСТ 23360-78. Проведем расчет на смятие шпонок. Материал шпонок - сталь 45 нормализованная....
-
Для того чтобы рассчитать привод главного движения нужно: 1. Рассчитать предельные режимы резания для наибольшего диаметра, обрабатываемого на данном...
-
ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ, Гидравлический расчет гидролинии - Расчет объемного гидропривода
Гидравлический расчет гидролинии Потери давления определяются отдельно для каждой гидролинии (всасывающей, напорной, сливной) при температуре масла...
-
Надежная работа переливного устройства определяется скоростнями движения в перетоке и зазоре между нижним срезом переточной трубы и основанием кармана....
-
Методика расчета Для закрепления на валах зубчатых колес и муфт применены призматические шпонки, выполненные по ГОСТ 23360-78 (рис. 12). Рисунок 12 -...
-
Согласно (2.6) передаточная функция регулятора скорости имеет вид: ,(2.14) Где ; - коэффициент усиления регулятора скорости. (2.15) ЛАЧХ корректирующего...
Расчет второй (первой нерегулируемой) ступени - Расчет паровой турбины