Читайте также:
|
|
Для промежуточной активной турбинной ступени рассчитать средний диаметр , высоту сопловой лопатки , высоту рабочей лопатки ,располагаемую мощность , относительный лопаточный КПД , мощность на рабочих лопатках , внутренний относительный КПД и полезную мощность ступени при следующих исходных данных: частота вращения ротора , коэффициент скорости сопл , коэффициент скорости рабочих лопаток , отношение окружной скорости к абсолютной скорости выхода пара из сопл , относительные потери от трения , относительные потери от утечек , давление и температура водяного пара перед сопловой решеткой и , давление за рабочей решеткой , расход пара через ступень , скорость пара на входе в сопловую решетку , угол наклона к плоскости диска .
На миллиметровой бумаге в масштабе построить треугольники скоростей для потока пара в турбинной ступени, а также процесс расширения в диаграмме.
1,0 МПа | 1 · 106 Па | |
430º С | ||
0,9 МПа | 0,9 · 106 Па | |
80 кг/с | ||
100 м/с | ||
Дано:
Решение
С помощью диаграммы для водяного пара по заданным значениям Р0 = 1,0 МПа, t = 430º С и Р2 = 0,9 МПа определяем располагаемый теплоперепад в изоэнтропийном процессе расширения и удельный объем пара υ1t = 0,35 м3/кг в конце процесса, i0 = 3326 кДж/кг, i1t = 3298 кДж/кг.
∆h0 = i0 – i1t = 3326 – 3298 = 28 кДж/кг,
где теплосодержание пара перед сопловой решеткой, ;
теплосодержание пара за сопловой решеткой на адиабате, ;
Вычислим располагаемый теплоперепад по параметрам торможения:
∆h0 = ∆h0 + c02/2000 = 28 + 1002/2000 = 33 кДж/кг,
где располагаемый теплоперепад;
с0 = 100 м/с – скорость пара на входе в сопловую решетку.
Для построения треугольников скоростей рассчитаем скорости:
1. входной треугольник:
По формуле 1-16 [1, с. 19] находим теоретическую скорость:
с1t = (2000 · ∆h0 + c02)1/2 = (2000 · 28 + 1002)1/2 = 256,9 м/с.
Абсолютная скорость выхода пара из сопел:
с1 = φ · с1t = 0,96 · 256,9 = 246,6 м/с.
Относительную скорость при входе на рабочие лопатки можно найти аналитически, пользуясь формулами для косоугольных треугольников:
ω1 = (c12 + u2 – 2 · u · c1 · cos α1)1/2 =
= (246,62 + 123,32 – 2 · 123,3 · 246,6 · cos 18º)1/2 = 136 м/с,
где u = c1 · 0,5 = 246,6 · 0,5 = 123,3 м/с – окружная скорость выхода пара из сопел.
Строим треугольник скоростей и определяем угол входа:
sin β1 = c1/u · sin α1 = 246,6/123,3 · sin 18º = 0,618; β1 = arcsin 0,618 = 38º.
Под углом β2 = β1 – (2 ÷ 10) = 38 – 8 = 30º [3, с. 32] откладываем вектор скорости . Относительная скорость пара будет меньше скорости
где коэффициент скорости, учитывающий влияние вредных сопротивлений проходу пара через каналы рабочих лопаток.
ω2 = ω1 · ψ = 136 · 0,92 = 125,12 м/с.
Откладываем вектор скорости u. Абсолютную скорость потока, покидающего рабочие лопатки, определяют геометрическим сложением скорости потока и окружной скорости u: скорость является диагональю параллелограмма, построенного на скоростях и u. Либо находим по формуле:
c2 = (ω22 + u2 – 2 · u · ω2 · cos β2)1/2 =
= (125,122 + 123,32 – 2 · 123,3 · 125,12 · cos 30º)1/2 = 64,3 м/с
По рассчитанным значениям скоростей и углов строим входные и выходные треугольники скоростей для потока пара. Средний диаметр ступени:
D = u/(π · n) = 123,3/(3,14 · 50) = 0,785 м.
Высота сопловой лопатки:
l1 = (Gn · υ)/(π · d · c1t · sin α1) =
= (80 · 0,35)/(3,14 · 0,785 · 256,9 · sin 18º) = 0,143 м,
где расход пара через ступень,
υ = 0,35 м3/кг – удельный объем пара в конце процесса,
угол наклона к плоскости диска.
Высота рабочей лопатки:
l2 = l1 + (0,002÷0,004) = 0,143 + 0,003 = 0,146 м.
Удельная располагаемая энергия ступени:
E0 = ∆h0 – c22/2 = 33 – 64,32/2000 = 30,9 кДж/кг.
Располагаемая мощность:
N0 = E0 · Gn = 30,9 · 80 = 2472 кВт.
Удельная потеря энергии в сопловой решетке:
hc = (1/φ2 – 1) · c12/2000 = (1/0,962 – 1) · 246,62/2000 = 2,59 кДж/кг.
Удельная потеря энергии в рабочей решетке:
hл = (1/φ2 – 1) · ω 12/2000 = (1/0,962 – 1) · 1362/2000 = 0,79 кДж/кг.
Удельная потеря энергии с выходной скоростью:
hв = c22/2000 = 64,32/2000 = 2,07 кДж/кг
Удельная работа ступени:
Lu = ∆h0 – (hc + hл + hв) = 33 – (2,59 + 0,79 + 2,07) = 27,55 кДж/кг.
Относительный лопаточный КПД:
η0л = Lu/E0 = 27,55/30,9 = 0,89.
Мощность, развиваемая на рабочих лопатках, составляет:
Nu = N0 · η0л = 2472 · 0,89 = 2200 кВт.
Внутренний относительный КПД:
Полезная (внутренняя) мощность ступени:
N1 = N0 · η0i = 2472 · 0,86 = 2126 кВт.
Ответ: средний диаметр d = 0,785 м, высота сопловой лопатки l1 = 0,143 м, высота рабочей лопатки l2 = 0,146 м, располагаемая мощность N0 = 2472 кВт, относительный лопаточный КПД мощность на рабочих лопатках Nu = 2200 кВт, внутренний относительный КПД полезная мощность ступени N1 = 2126 кВт.
Дата добавления: 2015-07-14; просмотров: 72 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Задача 3. | | | Задача № 2 |