Читайте также: |
|
1. Численным решением соотношения (10), или (13, 16) определяется значение коэффициента избытка воздуха, затем по формулам (11) и (12), либо (14, 15, 17, 18) рассчитываются значения следующих термодинамических свойств рабочего тела газовой турбины: теплоемкости кДж/кг, показателя изоэнтропического расширения k. Использование графических зависимостей нежелательно ввиду больших погрешностей определения параметров.
Последовательно рассчитываются следующие параметры газов и геометрических размеров газовой турбины.
2. Работоспособность газов R кДж/кг град по известному соотношению
, кДж/(кг град).
3. Давление газов на выходе из камеры сгорания
, МПа,
где коэффициент потерь давления (sigmkc) принят по умолчанию равным 0,96. Предусмотрена возможность корректировки его значения в диалоговом режиме по запросу.
4. Плотность газов на выходе из КС:
, кг/м3.
5. Потери давления во входном устройстве (конфузоре) турбины
.
6. Давление потока на входе в сопловой аппарат первой ступени турбины
.
7. Температура потока на входе в СА первой ступени
.
8. Плотность газов на входе в сопловой аппарат (СА) первой ступени
, кг/м3
9. Вывод в печать значений R, р 30, r30, Dr30, р 3, Т 3с, r3
10. Давление на входе в котел утилизатор принято равном 0,105 МПа (р ку = 0,105)
11. Температура газов на входе в котел утилизатор
, К
12. Плотность газов на входе в КУ
, кг/м3
13. Потери давления на входе в КУ
, Па
14. Давление газов на выходе из турбины
, Па.
15. Перепад давлений в турбине
16. Температура газов на выходе из турбины
, К
17. Плотность газов на выходе из турбины
, кг/м3.
18. Вывод в печать результатов расчета р ку, Т ку, rку, D р ку, р 4, pт, Т 4, r4.
19. Принимаем коэффициент возврата теплоты в ступени турбины =1,03; адиабатический КПД турбины =0,87.
20. Изоэнтропический (адиабатический) КПД ступени
,
где число ступеней турбины для исключения рекурсивных циклических обращений к процедуре уточнений принято равным z = 4.
21. Коэффициент возврата теплоты в турбине
22. Работа, совершаемая в турбине
, кДж/кг.
23. Вывод в печать результатов вычислений aт ст, hиз т, hиз ст, aт, Нт.
24. Принимаем средний теплоперепад (работу) в ступенях турбины =140 кДж/кг. По запросу пользователя программы значение может быть уточнено
25. Число ступеней турбины , полученное значение округляем до ближайшего целого.
26. Выбираем угол выхода скорости потока из СА 1-ой ступени градусам, что соответствует степени реактивности в корневом сечении РК 1-ой ступени = 0,1.
27. Осевая скорость на выходе из СА 1-ой ступени .
28. Принимаем окружную скорость РК турбины на среднем диаметре постоянной для всех ступеней равной U ср(Ucr) = 340 м/с, коэффициент затенения ометаемой площади = 0,97. Предусмотрена возможность корректировки значения U ср в ходе выполнения программы расчета.
29. Площадь сечения потока на входе в СА 1-ой ступени
, м2.
30. Средний диаметр , м
31. Длина лопаток соплового аппарата во входном сечении первой ступени
,м
32. Площадь сечения потока газов на выходе из РК последней ступени
, м2.
При выполнении программы предусмотрена возможность корректировки значений входной и выходной скорости.
33. Длина рабочих лопаток РК на выходе потока газов из последней ступени
, м.
34. Вывод в печать результатов расчета
35. Для удобства геометрических построений последовательно вычисляются: наружный (периферийный) и втулочный диаметр соплового аппарата 1-ой ступени , а также наружный (периферийный) и втулочный диаметр рабочего колеса последней ступени . Разумеется, втулочного диаметра сопловых аппаратов не существует, втулочный диаметр в этом случае соответствует размеру газодинамического канала СА.
36. По результатам расчетов строим эскиз проточной части газовой турбины, рис. 6.
Полный угол расширения потока не должен превышать 25 градусов. В противном случае следует увеличить ширину лопаток и ступеней, необходимо соблюдать также осевые зазоры S1 и S2. Рекомендуется выбрать также , однако это условие не является критическим, допускается корректировка их значений при конструктивной проработке. В последнем случае весьма желательным является выполнение поверочного расчета. На этапе предварительного проектирования ширину лопаток оценивают приближенно по аналогии с прототипом. Например, одинаковыми принимают относительную ширину в корневом сечении в области переходной части лопатки к гантели хвостовика. В первом приближении для лопаток РК можно принять равной . Меньшие значения соответствуют последним ступеням турбин (малые значения ); большие – к первым. Напомним, что l представляет длину лопаток.
Рис. 6. Эскиз проточной части газовой турбины
Осевой зазор, несомненно, оказывает влияние на угол раствора газодинамического тракта. Обычно оперируют относительными осевыми зазорами . В целях снижения вибрационных напряжений передний осевой зазор (между венцами ступеней) выбирают в пределах . Большие значения характерны для первых ступеней турбин; задний зазор (между отдельными ступенями) находится в интервале .
III. Контрольные вопросы
1. Адиабатический КПД ступени и многоступенчатого компрессора.
2. Степень реактивности ступени компрессора. Можно ли говорить о степени реактивности многоступенчатого компрессора?
3. Что означает втулочный диаметр?
4. Что означает мидельное сечение?
5. Что представляет коэффициент затраты энергии a, и к чему он относится, к отдельной ступени или всему компрессору?
6. Степень сжатия в одной ступени.
7. Что больше, адиабатическая температура или действительная температура при сжатии воздуха в компрессоре?
8. Коэффициент теоретического напора в ступени
9. Густота решеток b/t
10. Коэффициент затрат работы cI относится к отдельной ступени или к всему компрессору?
11. Почему окружные составляющие относительных скоростей в ступенях имеют отрицательный знак?
12. Угол атаки потока воздуха на входной кромке
13. Расход воздуха превышает 500…600 кг/с. Что предпринять, если периферийный диаметр компрессора первой ступени получается слишком большим? (снижать или увеличить осевую скорость на входе в первую ступень? изменить число оборотов, увеличить или уменьшать?)
14. Для чего в многоступенчатых компрессорах снижают осевую скорость потока от ступени к ступени?
15. Закрутка лопаток компрессора и турбины
16. Адиабатический КПД ступени и многоступенчатой турбины
17. Степень реактивности турбинной ступени, можно ли говорить о степени реактивности многоступенчатой турбины?
18. Что больше, адиабатическая температура, или температура политропических процессов расширения газов в турбине?
19. Помпаж в многоступенчатых компрессорах, причины, признаки, меры борьбы.
20. Что представляет относительный втулочный диаметр?
ЛИТЕРАТУРА
1. Шигапов А.Б. Стационарные газотурбинные установки тепловых электрических станций /А.Б. Шигапов.– Казань. Изд-во КГЭУ. 2006. -316 с.
2. Стационарные газотурбинные установки. Справочник под редакцией Л.В. Арсеньева и В.Г. Тырышкина. – Л.: Машиностроение. 1989. -543 с.
3. Цанев С.В. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций /С.В. Цанев, В.Д. Буров, А.Н. Ремезов. – М.: Изд–во МЭИ. 2002. –584 с.
4. Костюк А.Г. Газотурбинные установки /А.Г. Костюк, А.Н. Шерстюк. – М.: Высшая школа.1979. -254 с.
5. Шигапов А.Б. Термодинамические свойства продуктов сгорания топлив стационарных ГТУ. Методическое пособие /А.Б. Шигапов, И.Ю. Силов, А.В. Калимуллин. –Казань. Изд–во КГЭУ. 2009. -16 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
стр. | ||
I. | Краткие сведения по теории рабочих процессов………... | |
1.1. | Осевой компрессор………………………………………. | |
1.2. | Рекомендации по выбору значений параметров в ступенях………………………………………………………….. | |
1.3. | Газовая турбина………………………………………….. | |
1.4. | Рекомендации по выбору значений параметров при расчете газовой турбины……………… …………………….. | |
II. | Расчет осевого компрессора и турбины………………….. | |
2.1. | Порядок расчета осевого компрессора…………………… | |
2.1.1. | Предварительный расчет компрессора……………...……. | |
2.1.2. | Расчет осевого компрессора по ступеням………………… | |
2.1.3. | Расчет выходного тракта компрессора, параметры потока воздуха на входе в камеру сгорания….………………... | |
2.2. | Порядок расчета газовой турбины………………………... | |
2.2.1. | Исходные данные…………………...……………………… | |
2.2.2. | Последовательность расчета осевой турбины………….. | |
3. | Контрольные вопросы……………………………………... | |
ЛИТЕРАТУРА |
Дата добавления: 2015-07-11; просмотров: 167 | Нарушение авторских прав