Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Точка 3

Читайте также:
  1. В заголовках и дате писем точка не ставится.
  2. Весточка с Крита • На краю мира • Добрые вести дают о себе знать тихо
  3. Визитная Карточка
  4. Городская ласточка, или воронок (устар.) — Delichon urbica
  5. Деревенская ласточка, или косатка (устар.) — Hirundo rustica
  6. Ещё одна шуточка
  7. Жизненная точка.

Р2t =2.34 МПа; h2t = 2982 кДж/кг; S2t =6.66 кДж/кг; V2t = 0.11 м3/кг; t2t =291°С;

Точка 4 (параметры за последней ступенью):

Р2Z =2.34 МПа; h2Z = 3035 кДж/кг; S2Z =6.75 кДж/кг; V2Z = 0.113 м3/кг; t2Z =314 °С;

Точка 5 (параметры за турбиной):

Рк =2.3 МПа; h к = 3037 кДж/кг; S к =6.76 кДж/кг; V к = 0.114 м3/кг; t к =315°С;

Точка 7:

Р7 =2.3 МПа; h к = 3035 кДж/кг; S к =6.75 кДж/кг; V к =0.113 м3/кг; t к =314°С

Процесс расширения пара в h, s-диаграмме показан на рис.1.

 

3. Ориентировочный расчет регулирующей ступени.

Принимаем регулирующую ступень одновенечной по величине теплового перепада на регулирующую ступень 70-100 кДж/кг и по прототипу проектируемой турбины. Выбираем тепловой перепад регулирующей ступени Hрег=90 кДж/кг.

Степень реакции для одновенечных ступеней: ρ=0.05-0.12 (см. [1] стр.12). Принимаем ρ=0.1.

На диаграмме от точки 0' откладывается теплоперепад, срабатываемый в соплах ступени.

Располагаемый тепловой перепад в соплах:

90(1-0.1)=81 кДж/кг

и в самой ступени Н0РС =90 кДж/кг.

Таким образом находятся параметры в т. 1 и 2 на h, s – диаграмме.

Находятся изобары P1РС (давление за соплами): P1РС=9.6 МПа, и Р2РС (давление за ступенью): P2РС =9.33 МПа.

Для ориентировочного расчета задаемся углом наклона сопел и отношением U/C0.

 

 

Отношение U/C0 принимаем:

U/C0=0.38 (оно должно лежать в пределах 0.38-0.45 для одновенечных регулирующих сутупеней, см. [1], стр.13).

 

Условная теоретическая скорость истечения, рассчитанная по всему теплоперепаду регулирующей ступени:

424 м/с (см. (1.15) из [1])

Теоретическая скорость истечения из сопл:

 

403 м/с (см. (1.17) из [1])

Окружная скорость на среднем диаметре:

U=C0· U/C0=424·0.38=161 м/с (см. (1.18) из [1])

Средний диаметр регулирующей ступени:

 

dрс=U/( n) (см. (1.19) из [1])

 

Тогда получаем

 

dрс=161/(3.14 50)=1.026 м

 

Задаемся эффективным углом сопловой решетки регулирующей ступени:

 

=15º

 

Произведение степени парциальности на высоту сопловой решетки:

 

e l= (м), где

 

- определяется по h, s – диаграмме по состоянию в конце теоретического процесса истечения из сопл (по h=h0- =3460-81=3379 кДж/кг и S=6.64 кДж/кг);

μ1 – коэффициет расхода сопл (см. [1] пояснения к формуле (1.20).

Для одновенечной регулирующей ступени оптимальная степень парциальности:

 

Тогда высота сопловой решетки:

 

=27 мм .

 

  1. Определение размеров первой нерегулируемой ступени.

Расчет производим в следующем порядке: задаемся рядом перепадов ступени, задаемся значениями степени реакции, х, выбирается угол потока за сопловой решеткой; для каждого теплового перепада определяется: условная (фиктивная) скорость, окружная скорость, средний диаметр ступени, теплоперепад, срабатываемый в соплах первой ступени, удельный объем пара на выходе из сопел, находится скорость истечения из сопел, определяется произведение степени парциальности на высоту сопла, приближенно оценивается число ступеней цилиндра. Результаты расчета сведены в таблицу 1.

 

 

Приведем подробный расчет для одного из вариантов.

h0I=30 кДж/кг;

задаемся степенью реакции ступени: ρ=0,1;

задаемся величиной: x0I=0.52;

выбираем угол потока за сопловой решеткой: α1эф=13;

 

 

фиктивная скорость: м/с;

окружная скорость: м/с;



 

средний диаметр ступени: м;

 

теплоперепад отработанный в соплах первой ступени:

 

кДж/кг;

 

определим удельный объем пара на выходе из сопел по состоянию в конце изоэнтропного процесса расширения: v1tI=f(h,s)=0.0381 м3/кг;

теоретическая скорость истечения из сопел:

м/с;

произведение степени парциальности на высоту:

 

мм;

число ступеней цилиндра:

 

;

где:

= - h2t=3400-2995=405 кДж/кг

Значения x0I=0.52; α1эф=13; ρ=0,1; μ=0.97; α=0.027 и К=1.1 принимаются одинаковыми для всех вариантов.

Результаты сводим в таблицу 1.

Величина Размерность Варианты
Располагемый теплоперепад h0I кДж/кг
Отношение скоростей x0I --- 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52
Фиктивная скорость истечения c0 м/с
Окружная скорость на среднем диаметре uI м/с
Средний диаметр ступени dI м 0.47 0.662 0.81 0.936 1.045 1.146
Эффективный угол сопловой решетки α1эI ---
Степень реакции ρI --- 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
Располааемый теплоперепад на сопла h01I кДж/кг
Теоретическая скорость истечения из сопл c1t м/с
Коэффициент расхода μ --- 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97
Коэффициент возврата тепла α --- 0.027 0.027 0.027 0.027 0.027 0.027
Коэффициент К --- 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
Теорретичекий удельный объем пара за соплами v1tI м3/кг 0.0366 0.0373 0.0381 0.0389 0.0407 0.0414
Произведение el1 мм
Приближенное число ступеней турбины z --- 18.9 12.6 9.44 7.56 6.3
                 

По результатам таблицы 1 строятся графики (см. рис. 2). Из рис. 2 выбирается соотношение рассчитываемых параметров таким образом, чтобы

Загрузка...

- ступень была выполнена с полным подводом (еI=1);

- высота сопловой решетки l1I была не менее 15 мм.

Рис.2. Зависимость z, el1I ,d от h.

Путь подбора ясен из рис.2.

Из графика выбираем

z≈9 (предварительно);

dI=0.962 м;

el1I=38 мм;

h0I=42кДж/кг;

dkI= dI-el1I/1000=0.962-38/1000=0.924 м.

 

5. Определение размеров последней ступени.

 

В практике турбостроения принято, что турбины с противодавлением выполняются с постоянным внутренним диаметром ступеней. Это позволяет упростить и удешевить изготовление ротора (так как такой закон изменения корневых диаметров позволяет обеспечить унификацию хвостовых креплений лопаток, постоянство диаметров обточки дисков, а также размеров канавок в дисках, протачиваемых для крепления лопаток). Кроме того для удешевления производства проточную часть этих турбин обычно выполняют из ступеней с постоянными углами α1 и β1. Ступени при этом отличаются только высотами сопл и лопаток.

Для проектирования проточной части с постоянным внутренним диаметром достаточно спроектировать последнюю ступень турбины с таким расчетом, чтобы внутренний диаметр ее был равен внутреннему диаметру первой ступени, т.е. из условия

 

 

Для этого нужно выбрать соответствующий тепловой перепад на последнюю ступень.

Это задача решается графическим способом. Задаемся рядом значений dz: от dI до 1.3 dI и для каждого варианта находится внутренний диаметр

Результаты расчета сведены в таблицу 2. Приведем подробный пример расчета для одного из вариантов.

Задаемся значением dz=dI=0.962 м;

Окружная скорость на среднем диаметре :

Uz=π*d*n=3.14*0.962*50=151 м/с;

 

Отношение скоростей x0I=0.52;

Располагаемый теплоперепад на ступень

 

кДж/кг;

 

Степень реакции на среднем диаметре: ρIZ=0.1;

Располагаемый теплоперепад на сопла

кДж/кг;

 

Теоретическая скорость истечения из сопл

 

м/с;

 

Эффективный угол сопловой решетки αZэф1эф=13º;

Располагаемый теплоперепад на рабочую решетку

 

42-37.8=4.2 кДж/кг;

 

Удельный объем пара за соплами

v2z=v2=0.11 м3/кг (v2 из пункта 2);

 

Высота рабочей решетки

 

м;

Корневой диаметр рабочей решетки

м

 

Таблица 2.

Величина Размерность Варианты
dI 1.05dI 1.1dI 1.15dI 1.2dI 1.25dI 1.3dI
Средний диаметр dz м 0.962 1.01 1.058 1.106 1.154 1.203 1.251
Окружная скорость на среднем диаметре Uz м/с 151 159 166 173 180 187 194
Степень реакции ρz - 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
Располагаемый теплоперепад на ступень h0z кДж/кг 42 47 51 55 60 64 68
Отношение скоростей х0z= x0I - 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52
Располагаемый теплоперепад на сопла h01z кДж/кг 37.8 42.3 45.9 49.5 54 57.6 61.2
Теоретическая скорость истечения из сопл c1t м/с 275 291 303 315 329 342 355
Эффективный угол сопловой решетки α1эфZ --- 13 13 13 13 13 13 13
Располагаемый теплоперепад на рабочую решетку h02z кДж/кг 4.2 4.7 5.1 5.5 6 6.4 6.8
Удельный объем пара за соплами v1tI м3/кг 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11
Коэффициент расхода μ - 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97 0.97
Высота сопловой решетки l1z мм 103 93 84 75 67 61 56
Перекрыша рабочей решетки мм 5 5 5 5 5 5 5
Корневой диаметр рабочей решетки dк2z м 0.849 0.917 0.974 1.031 1.087 1.142 1.195
                               

 

Из графика выбираем:

d=1.016 м;

l=92 мм;

h0I=48 кДж/кг

Рис. 3. К определению размеров последней нерегулируемой ступени.

 

  1. Определение числа нерегулируемых ступеней и распределение теплового перепада.

Для определения числа, размеров ступеней и их тепловых перепадов производим следующее графическое построение. Берем произвольный отрезок прямой, на концах которого в определенном масштабе в качестве ординат откладываются диаметры первой и последней ступеней. Соединяя концы этих отрезков, проводим (плавно) линию предполагаемого изменения диаметров. На этом же графике наносится и кривая изменения x0.

Полученные графики изменения диаметров и х0 позволяют нанести кривую изменения тепловых перепадов, которые расчитываются по формуле

Найденные тепловые перепады наносим в определенном масштабе на график, и полученные точки соединяем плавной кривой.

Таблица 3. Распределение параметров по длине проточной части.

Величина d Х0 ρ h0
Размерность м --- --- кДж/кг
1 0.962 0.52 0.1 42
2 0.971 0.52 0.1 43
3 0.980 0.52 0.1 44
4 0.989 0.52 0.1 45
5 0.998 0.52 0.1 46
6 1.007 0.52 0.1 47
7 1.016 0.52 0.1 48

 

На основании данных таблицы 3 строим график (рисунок 4).

 

находим средний тепловой перепад:

=(42+43+44+45+46+47 +48)/7=45 кДж/кг;

где m – число отрезков, на которые разделена база.

по среднему тепловому перепаду определяем число нерегулируемых ступеней:

=9.2, z=9;

уточним значение коэффициента возврата теплоты:

где η0iT – внутренний относительный КПД цилиндра;

H0x – располагаемый теплоперепад нерегулируемых ступеней;

К – коэффициент зависящий от состояния пара; К=4.8*10-4;

уточним количество нерегулируемых ступеней:

=9.2, z=9

Далее производим разделение базы на z-1 равных отрезков. На границах отрезков восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с линиями диаметров и теплоперепадов. Так как сумма тепловых перепадов отличается от величины (1+α)*H0x то находим невязку ΔH, которую распределяем по всем ступеням пропорционально перепадам. Затем корректируем значение h0. Результаты расчета сведены в таблицу 4.

Определяем величину невязки:

кДж/кг;

распределяем невязку по ступеням:

кДж/кг;

корректируем значение h01: кДж/кг;

Сводим полученные результаты в таблицу 4.

Таблица 4

№ ступени Диаметр ступени h0 по графику Δh - поправка h0 корректир.
1 0.962 42 1.4 43.4
2 0.969 42.6 1.4 44
3 0.975 43.2 1.4 44.6
4 0.982 43.8 1.4 45.2
5 0.989 44.6 1.5 46.1
6 0.996 45.3 1.5 46.8
7 1.002 46.1 1.5 47.6
8 1.008 47 1.5 48.5
9 1.016 48 1.6 49.6


Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 77 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Определение номинальной мощности ЦВД| КОМПОЗИЦИЯ

mybiblioteka.su - 2015-2017 год. (0.181 сек.)