Предварительный расчёт
Исходные данные предварительного расчёта турбины:
Расход: 
Давление после СПП: 
Температура после СПП: 
Давление пара перед стопорным клапаном: 
Температура пара перед стопорным клапаном: 
Частота вращения ротора турбины: 
Давление пара в конденцаторе: 
Влажность пара перед стопорным клапаном: 
Парораспределение: дроссельное
Потери давления в паровом сите, стопорном и регулирующем клапонах при полном их открытие оцениваем по формуле
Давление перед соплами первой ступени:
Потери давления в выходном патрубке цилинра не учитываем.
Давление разделения: 
Построим процесс в h-s диаграмме:
Таблица 1. Параметры пара турбины в характерных точках процесса расширения в h-s диаграмме
| Точка | Состояние пара | P, бар | t, 
| h, кДж/кг | s,
кДж/(кг  К)
| v,
| x |
| перед патрубком | 2777,7 | 5,8189 | 0,027144 | - | |||
| Перед соплами 1ой ступени | 69,58 | 286,28 | 2777,7 | 5,8258 | 0,027705 | - |
| На выходе из ЦВД в изоэнтропе | 3,621 | 140,06 | 2277,8 | 5,8258 | 0,40004 | 0,78744 | |
| На выходе из ЦВД в действительном процессе | 3,621 | 140,06 | 2362,783 | 6,0315 | 0,42012 | 0,82709 |
| На входе в ЦНД | 5,4 | 2980,6 | 7,2745 | 0,44767 | - | ||
| На выходе из ЦНД в изоэнтропе | 0,05 | 32,875 | 2218,2 | 7,2745 | 24,201 | 0,85862 |
| На выходе из ЦНД в действительном процессе | 0,05 | 32,875 | 2355,432 | 7,7229 | 25,798 | 0,91526 |
| За турбиной(на входе в конденцатор) | 0,05 | 32,875 | 2361,482 | 7,7427 | 25,868 | 0,91775 |
Таблица 2. Тепловые передады в турбине
| № | 
| Значение, кДж/кг |
| ||
| 414,9 | |
| 762,4 | |
| 625,168 | |
| 1262,4 |
ЦВД выполняется двухпоточным: 
Выбор размеров первой нерегулируемой ступени отсека:
Задаёмся 
м
Найдём высоту сопловой решётки:
Cтепень реактивности на среднем диаметре можно найти по формуле
Так как 
неизвестно, то в первом приближении следует принять 
Выбор размеров последней ступени отсека:
Принимая для последней ступени 
и 
Т. е. пренебрегая разницей корневых диаметров по соплам и по рабочим лопаткам, получаем уравнение для определения высоты сопл.
Для упрощения приведённого кубического многочлена, обозначим правую часть через q и получим
Решая кубическое уравнение получаем
Средний диаметр последней ступени отсека:
Выбираем форму проточной части 1.
Строим диаграмму для определения количества ступеней. Для этого делим теплоперепад на 5 равных отрезков.
Таблица 3. Данные для построения диаграммы.
| № сеч. |  ,
м
|  ,
м
| 
| 
| 
| 
| 
| ,
кДж/кг
|
| 1,076 | 1,1 | 0,027701 | 0,09 | 0,125 | 13,6 | 0,5 | ||
| 1,076 | 1,2 | 0,045144 | 0,09 | 0,252 | 0,539 | 57,3 | ||
| 1,076 | 1,325 | 0,074709 | 0,09 | 0,374 | 14,55 | 0,587 | 58,9 | |
| 1,076 | 1,475 | 0,12646 | 0,09 | 0,485 | 0,646 | 60,3 | ||
| 1,076 | 1,625 | 0,22072 | 0,09 | 0,567 | 15,5 | 0,703 | 61,8 | |
| 1,076 | 1,77 | 0,40024 | 0,09 | 0,629 | 0,758 |
Средний теплоперепад ступени
Коэфициент возврата тепла:
При первом приближении: z=m
Невязка:
1+ 
Поправка к теплоперепаду ступени:
Окончательный теплоперепад ступени:
Таблица 4. Расчёт теплоперепада ступеней.
| 56,7 | 57,5 | 58,4 | 59,2 | 60,8 | 61,6 | 62,4 | ||
| -24,5 | ||||||||
| -2,57 | -2,6 | -2,65 | -2,69 | -2,72 | -2,76 | -2,8 | -2,83 | -2,86 |
|
| 54,13 | 54,9 | 55,75 | 56,51 | 57,28 | 58,04 | 58,8 | 59,57 | 60,14 |
Таблица 5. Результаты предварительного расчёта отсека турбины.
| № | |||||||||
| G, кг/с | 
| ||||||||
| ,
м
| 
| ||||||||
| ,
м
| 1,125 | 1,2 | 1,25 | 1,35 | 1,425 | 1,525 | 1,6 | 1,7 | 1,77 |
|
| 0,09 | ||||||||
|
| 0,205 | 0,265 | 0,33 | 0,395 | 0,46 | 0,51 | 0,555 | 0,595 | 0,629 |
|
| 0,52 | 0,545 | 0,575 | 0,6 | 0,63 | 0,655 | 0,695 | 0,725 | 0,758 |
|
| 13,85 | 14,15 | 14,65 | 14,9 | 15,15 | 15,45 | 15,7 | ||
| ,
кДж/кг
| 54,13 | 54,9 | 55,75 | 56,51 | 57,28 | 58,04 | 58,8 | 59,57 | 60,14 |
Подробный тепловой расчёт паровой турбины
Таблица 6. Подробный тепловой расчёт ступеней паровой турбины
| 1 ступень | |||||
| № | Наименовоние величины | Расчётная формула или способ определения | Единица измерения | Результат | |
| Расход пара через ступень | G-из предварительного расчёта | кг/c | 898,97 | ||
| Статические параметры пара перед ступенью: Давление Теплосодержание Температура Удельный объём Влажность | Из данных для 1ой ступени:
 - по h, s диаграмме
 - по h, s диаграмме
|
бар
кДж/кг
-
| 69,58 2777,7 286,28 0,027705 0,005 | ||
| Начальный перегрев пара |  по h, s диаграмме
|
| |||
| Коэффициент использования энергии выходной скорости предыдущей ступени | Для первой ступени 
| - | |||
| Параметры заторможенного потока перед ступенью: Теплосодержание Давление Температура Удельный объём Влажность |
|
кДж/кг
бар
-
| 2777,7 69,58 286,28 0,027705 0,005 | ||
| Изоэнтропийный тепловой перепад ступени по статическим параметрам | 
| кДж/кг | 54,13 | ||
| Средний диаметр ступени |  из предворительного расчёта
| м | 1,125 | ||
| Окружная скорость ступени | 
| м/c | 176,625 | ||
| Отношение скоростей |  из предварительного расчёта
| - | 0,52 | ||
| Условная(фиктивная) скорость ступени | 
| м/c | 339.66 | ||
| Располагаемый теплоперепад ступени по параметрам торможения | 
| кДж/кг | 54,13 | ||
| Реакция ступени на среднем диаметре |  из предварительного расчёта
| - | 0,205 | ||
| Тепловой расчёт сопловой решётки | |||||
| Критическое отношение давлений Показатель изоэнтропы Коэффициенты | Для влажного пара
| Для перегретого пара
| - - - - | ||
| Изоэнтропийный тепловой перепад сопловой решётки | 
| кДж/кг | 43,03 | ||
| Теплосодержание в конце изоэнтропийного процесса в сопловой решётке |
| кДж/кг | 2734,67 | ||
| Параметры пара в изоэнтропийном процессе за сопловой решёткой: Давление Температура Удельный объём Влажность | По h, s диаграмме
|
бар
-
| 55,554 270,61 0,034105 0,03405 | ||
| Абсолютная теоретическая скорость пара на выходе из решётки | 
| м/c | 293,36 | ||
| Скорость звука | 
| м/c | 463.73 | ||
| Число маха | 
| - | 0,633 | ||
| Отношение давлений | 
| - | 0,798 | ||
| Критическое давление в сопловой решётке | 
| бар | 38,756 | ||
| Критические параметры пара в сопловой решётке Теплосодержание Температура Удельный объём | По 
|
кДж/кг
| 2667,4 248,49 0,047515 | ||
| Хорда профиля сопловой решётки по среднему диаметру(предворительно) | 
| мм | |||
| Корневой диаметр | из предворительного расчёта
| м |
| ||
| Высота сопловой решётки | 
| мм | |||
| Относительная высота сопловой решётки | 
| - | 0,41 | ||
| Коэффициент расхода сопловой решётки | 
| - | 0,965 | ||
| Парциальность ступени | e из предворительного расчёта | - | |||
| Выходная высота сопловой решётки | 
| мм | |||
| Площадь выходного сечения сопловой решётки | 
| 
| 0,108 | ||
| Площадь критического сечения решётки | 
|
| |||
| Эффективный угол выхода потока из решётки | 
| град | 38,756 | ||
| Угол выхода потока из решётки | 
| град | 38,756 | ||
| Угол отклонения потока в косом срезе решётки | 
| град | |||
| Тип профиля | Выбирается по атласу | - | C-6035A | ||
| Табличные характеристики профиля: Угол установки Относительный шаг Толщина выходной кромки Осевая ширина |
| град - мм мм | 0,4 42,5 | ||
| Осевой зазаор между ступенями | 
| мм | |||
| Угол входа потока в сопловую решётку |
| град | |||
| Действительные характеристики профиля: | |||||
| Ширина решётки(предварительно) | 
| мм | |||
| Хорда профиля(предварительно) | 
| мм | |||
| Число каналов в решётке | 
| шт | |||
| Угол установки | 
| град | |||
| Шаг решётки | 
| мм | 47,7 | ||
| Хорда профиля(окончательно) | 
| мм | 119,25 | ||
| Ширина решётки(окончательно) | 
| мм | 112,75 | ||
| Толщины выходной кромки | 
| мм | 0,94 | ||
| Ширина канала в узком сечении |
| мм | 29,86 | ||
| Отношение |
| - | 2,43 | ||
| Коэфициент динамической вязкости пара | 
|
мкПа 
| 17,319 | ||
| Коэффициент кинематической вязкости пара | 
| 
| 0,59 
| ||
| Перекрыши в ступени: | |||||
| Корневая | 
| мм | |||
| Переферийная | 
| мм | 2,5 | ||
| Осевой зазор в ступени | 
| мм | 4,5 | ||
| Входная высота сопловой решётки | 
| мм | |||
| Входная высота рабочей решётки | 
| мм | |||
| Угол поворота потока в сопловой решётке | 
| град | 51,244 | ||
| Коэффициент потерь энергии решётки без учёта поправок | 
| - | 0,045 | ||
| Поправки к , учитывающие влияние различных параметров на потери
| 
| - - - | 1,08 | ||
| Суммарный коэфициент потерь энергии для перегретого пара | 
| - | 0,0486 | ||
| Доля крупнодисперсной влаги в решётке без учёта давления | 
| - | 0,05 | ||
| Поправка, учитывающая влияние давления | 
| - | 0,66 | ||
| Доля крупнодисперсной влаги в решётке с учётом давления | 
| - | 0,033 | ||
| Приращение коэффициента потерь от наличия крупнодисперсной влаги | 
| - | 0,005 | ||
| Кэффициент потерь энергии сопловой решётки для влажного пара | 
| - | 0,0536 | ||
| Коэффициент скорости сопловой решётки | 
| - | 0,973 | ||
| Действительная скорость выхода потока из решётки | 
| м/c | 285,39 | ||
| Угол направления относительной скорости входа потока пара на рабочие лопатки | 
| град | 75,58 | ||
| Относительная скорость выхода пара на рабочие лопатки | 
| м/c | 184,47 | ||
| Кинетическая энергия пара на входе в рабочую решётку | 
| кДж/кг | |||
| Потеря энергии в сопловой решётке | 
| кДж/кг | 2,306 | ||
| Теплосодержание пара в действительном процессе за сопловой решёткой |
| кДж/кг | 2736,976 | ||
| Параметры пара в действительном процессе за сопловой решёткой(перд рабочей) Температура Влажность Удельный объём |
|
-
| 270,61 0,03261 0,034154 | ||
| Тепловой расчёт рабочей решётки | |||||
| Начальный перегрев пара перед рабочей решёткой | по h, s диаграмме
|
| -3,9 | ||
| Параметры заторможенного потока перед рабочей решёткой: Теплосодержание Давление Температура Удельный объём Влажность |
 -по h,s
 по h,s
 по h,s
 по h,s
|
кДж/кг
бар
-
| 2753,976 60,752 276,4 0,031429 0,01901 | ||
| Изоэнтропийный тепловой перепад рабочей решётки по статическим параметрам |
| кДж/кг | 11,1 | ||
| Изоэнтропийный тепловой перепад рабочей решётки по параметрам торможения |
| кДж/кг | 28,1 | ||
| Теплосодержание в конце изоэнтропийного расширения в рабочей решётке |
| кДж/кг | 2725,876 | ||
| Параметры пара в изоэнтропийном процессе за рабочей решёткой: Давление Температура Удельный объём Влажность | По h, s диаграмме
|
бар
-
| 52,397 266,89 0,036055 0,04084 | ||
| Критическое отношение давлений Показатель изоэнтропы Коэффициенты | Для влажного пара
| Для перегретого пара
| - - - - | ||
| Относительная теоретическая скорость пара на выходе из решётки | 
| м/c | 237,1 | ||
| Скорость звука | 
| м/c | 463,06 | ||
| Число маха | 
| - | 0,512 | ||
| Отношение давлений | 
| - | 0,862 | ||
| Критическое давление в рабочей решётке | 
| бар | 33,84 | ||
| Критические параметры пара в рабочей решётке Теплосодержание Температура Удельный объём | По 
|
кДж/кг
| 2644.7 240,63 0,053851 | ||
| Хорда профиля рабочей решётки по среднему диаметру(предворительно) | 
| мм | |||
| Высота рабочей решётки(предворительно) |
| мм | |||
| Относительная высота рабочей решётки | 
| - | 0,56 | ||
| Коэффициент расхода рабочей решётки | 
| - | 1,019 | ||
| Выходная высота рабочей решётки |  из предворительного расчёта
| мм | |||
| Площадь выходного сечения рабочей решётки | 
|
| 0,134 | ||
| Площадь критического сечения решётки |
|
| |||
| Эффективный угол выхода потока из решётки | 
| град | 42,3 | ||
| Угол выхода потока из решётки | 
| град | 42,3 | ||
| Угол отклонения потока в косом срезе решётки | 
| град | |||
| Тип профиля | Выбирается по атласу | - | Р-6038А | ||
| Табличные характеристики профиля: Угол установки Относительный шаг Толщина выходной кромки Осевая ширина Момент сопротивления |
|
град
-
мм
мм
| 0,5 25,5 0,0345 | ||
| Действительные характеристики профиля: | |||||
| Ширина решётки(предварительно) | 
| мм | |||
| Хорда профиля(предварительно) | 
| мм | |||
| Число каналов в решётке | 
| шт | |||
| Шаг решётки | 
| мм | 50,1 | ||
| Хорда профиля(окончательно) | 
| мм | 100,13 | ||
| Ширина решётки(окончательно) | 
| мм | 97,94 | ||
| Толщины выходной кромки | 
| мм | 1,09 | ||
| Ширина канала в узком сечении |
| мм | 33,7 | ||
| Отношение |
| - | 1,788 | ||
| Минимальный момент сопротивления профиля |
|
| 1,95 | ||
| Коэффициент кинематической вязкости | 
|
| 0,65
| ||
| Число Рейнольдса | 
| мкПа
| 36,5 | ||
| Угол поворота потока в рабочей решётке | 
| град | 62,12 | ||
| Коэффициент потерь энергии решётки без учёта поправок |
| - | 0,05 | ||
| Поправки к , учитывающие влияние различных параметров на потери
|
| - - - | 1,13 1,18 | ||
| Суммарный коэфициент потерь энергии для перегретого пара | 
| - | 0,06667 | ||
| Доля крупнодисперсной влаги в решётке без учёта давления |
| - | 0,05 | ||
| Поправка, учитывающая влияние давления |
| - | 0,75 | ||
| Доля крупнодисперсной влаги в решётке с учётом давления |
| - | 0,0375 | ||
| Приращение коэффициента потерь от наличия крупнодисперсной влаги | 
| - | 0,018 | ||
| Кэффициент потерь энергии рабочей решётки для влажного пара | 
| - | 0,08467 | ||
| Коэффициент скорости рабочей решётки | 
| - | 0,957 | ||
| Действительная относительная скорость выхода потока из решётки | 
| м/c | 226,84 | ||
| Угол направления относительной скорости входа потока пара из рабочей решётки | 
| град | 85,37 | ||
| Абсолютная скорость выхода пара из рабочей решётки | 
| м/c | 153,17 | ||
| Допускаемое изгибающее напряжение в рабочих лопатках | 
| МПа | 269,6 | ||
| Окружное усилие действующее на рабочие лопатки | 
| Н | |||
| Изгибающее напряжение в рабочих лопатках | 
| МПа | 38,9 | ||
| Кинетическая энергия пара на выходе из рабочей решётки | 
| кДж/кг | 11,73 | ||
| Потеря энергии в рабочей решётке | 
| кДж/кг | 2,38 | ||
| Теплосодержание пара в действительном процессе за рабочей решёткой |
| кДж/кг | 2728,255 | ||
| Параметры пара в действительном процессе за рабочей решёткой Температура Влажность Удельный объём |
|
-
| 266,89 0,03937 0,036109 | ||
| Распологаемая энегрия ступени отсека | 
| кДж/кг | 42,5 | ||
| Относительный лопаточный кпд ступени по потерям |
| - | 0,89 | ||
| Относительный лопаточный кпд ступени по проекциям скоростей |
Поиск по сайту©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование. Дата создания страницы: 2020-05-09 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных |
Поиск по сайту: Читайте также: Деталирование сборочного чертежа Когда производственнику особенно важно наличие гибких производственных мощностей? Собственные движения и пространственные скорости звезд |