- •Содержание
- •Введение
- •Краткая характеристика общего конструктивного оформления проектируемой турбины, её тепловой схемы и основных показателей
- •Приближенная оценка процесса расширения пара в турбине. Определение расчетного расхода пара на турбину.
- •3. Определение расхода пара на турбину
- •Предельная мощность турбины и опрделение количества частей низкого давления
- •5.Определение количества нерегулируемых ступеней
- •6. Тепловой расчет первой и последней ступени по среднему диаметру.
- •6.1. Исходные данные для расчёта ступени
- •Расчёт промежуточных ступеней цилинда на эвм
- •Детальный тепловой расчёт 8-й ступени
- •8.1 Исходные данные для расчёта ступени
- •8.2 Расчёт ступени
- •Расчёт «закрутки» лопаток последней ступени цилиндра методом постоянного удельного расхода пара по пяти сечениям
- •Определение внутреннего относительного кпд и внутренней мощности цилиндра (турбины). Определение показателей тепловой экономичности турбины и турбинной установки
- •Расчёт осевого усилия на роторную часть на примере
- •Четвертой нерегулируемой ступени.
- •Спецзадание. Упорный подшипник хтз
- •Механический расчёт элементов турбины.
- •Расчёт на прочность пера и хвостовика лопатки третьей ступени
- •Расчёт диафрагмы третьей ступени на прогиб
- •Расчёт ротора на критическое число оборотов
- •Заключение
- •Список использованной литературы
Детальный тепловой расчёт 8-й ступени
8.1 Исходные данные для расчёта ступени
Исходными данными для расчёта ступени являются следующие величины: G0– массовый расход пара через ступень, в кг/с; р0– давление пара перед ступенью в МПа;t0– температура пара перед ступенью в˚С; располагаемый теплоперепад на ступеньH0(с учётом статистических параметров перед ступенью), в кДж/кг; скорость входа пара в сопла ступениC0, в м/с; средний диаметр ступениd0, в м; частота вращения ротораn, в 1/с.
8.2 Расчёт ступени
H0=159,3 (кДж/кг).
h0=2415(кДж/кг).
Доля крупнодисперсной влаги на входе в данную ступень λ:
, где
Zвл– номер ступени (данный), начиная с той, где образовалась влага;
Каэр– характеризует аэродинамическое совершенство проточной части;
.
Производится расчет 3-й ступени ЦНД, полностью работающей во влажном паре.
Выбираем степень реактивности на среднем диаметре:
.
Корневой диаметр принимаем .
Χ0 = 0,8.
Уточняем окружную скорость движения рабочих лопаток U:
, м/с
где d1– средний диаметр 6-й ступени ЦНД, берется из машинного расчета, м;
n – частота вращения ротора цилиндра; n=25 1/с;
м/с;
Рассчитываем входную кинетическую энергию:
,кДж/кг
где - скорость входа потока пара в сопла ступени;
кДж/кг;
Рассчитываем располагаемый теплоперепад на ступень от параметров торможения :
, кДж/кг
где - коэффициент использования входной кинетической энергии;
принимаю =0,8;
- принимаем из машинного расчета, кДж/кг;
кДж/кг;
Рассчитываем располагаемый теплоперепад на сопловую решетку от параметров торможения :
кДж/кг.
Рассчитываем теоретическую скорость истечения пара из сопел :
м/с.
Определяем режим течения на выходе из сопел по числу Маха :
,
Где для влажного пара k=1,13;
.
Поскольку то режим течения пара в соплах дозвуковой.
При вычисляем α1эффпо формуле:
, м
где
- коэффициент расхода для сопловой решетки, в первом приближении =1;
- секундный массовый расход пара через седьмую ступень цилиндра, кг/с.
G0= 199 кг/с.
C1t- теоретическая скорость истечения пара из сопел
d1– средний диаметр седьмой ступени ЦНД;
l1– высота сопловой лопатки;
Выбираем хорду соплового профиля ; принимаю=250 мм.
По отношению =0,184, а также=1,по [1, с. 54, рис. 5.2] определяем коэффициент расхода для сопловой решетки при течении через нее перегретого пара.- угол входа потока в сопловую решетку.
, где
; ;, тогда
.
По ts1определяем коэффициент динамической вязкостим2/с.
Определяем коэффициент кинематической вязкости ν1t:
.
, α1эф=18,967°.
Определяем число Рейнольдса :
,
где - коэффициент кинематической вязкости
.
Коэффициент расхода для сопловой решетки =1,005.
Используя полученное значение коэффициента расхода для сопловой решетки уточняем:
, α1эф=18,870.
Корневая степень реактивности :
; ;
;
Определяем коэффициент потерь энергии сопловой решетки :
,
где - коэффициенты учитывающие влияние соответственно, определяются по [1, с. 59, рис. 5.5].
- коэффициент потерь энергии сопловой решетки для перегретого пара, определяется по [1, с. 59, рис. 5.5] в зависимости от и
;
; .
.
Угол отклонения струи вследствие влажности определяется так:
, где
y0 =0,077,;, тогда
.
Угол выхода потока из решетки (по отношению к направлению скорости U):
, при .
0.
Рассчитываем коэффициент скорости для сопловой решетки :
.
Рассчитываем действительную скорость истечения пара из сопел :
м/с.
Рассчитываем потерю в соплах :
кДж/кг.
Построение входного треугольника скоростей ступени.
При можно принять, что угол входа потока перегретого пара равен.
Из входного треугольника определяем действительную относительную
скорость пара на входе в рабочие лопатки =115 м/с и угол наклона её к окружной скоростиU=105 град.
Построение выходного треугольника скоростей.
Рассчитываем теоретическую относительную скорость пара на выходе с
рабочих лопаток :, м/с
где - располагаемый теплоперепад на рабочие лопатки;
м/с.
При числе Маха больше 1 эффективный угол решетки рабочих лопаток определится:
Определяем выходную площадь решетки рабочих лопаток:
.
.
.
.
Коэффициент скорости для решетки рабочих лопаток при течении влажного пара:
.
Коэффициент потерь энергии для решетки рабочих лопаток при течении влажного пара:
.
.
Увеличение угла выхода потока из решетки рабочих лопаток:
, где
- угол отклонения жидкой фазы;
- угол отклонения паровой фазы;
y1– влажность пара перед решеткой рабочих лопаток.
.
м/с.
Тогда общий угол выхода потока из решетки рабочих лопаток с учетом влияния влажности:
0.
Коэффициент потерь энергии для решетки рабочих лопаток при течении перегретого пара:
.
Коэффициент скорости для решетки рабочих лопаток при течении перегретого пара:
.
; м/с.
.
, ,, тогда
.
Определяем потери в решетке рабочих лопаток :
Рассчитываем выходную кинетическую энергию :
Рассчитываем относительный лопаточный КПД по следующим формулам:
;
,
где - коэффициент, учитывающий, какая часть выходной кинетической энергии используется в следующей ступени;=0;
;
.
- фиктивная скорость ,м/с.
.
По другой формуле:
.
Определяем :
;
y0– влажность пара;
- увеличение влажности пара в процессе расширения в соплах и на рабочих лопатках;
;
; ;; .
Относительная потеря от влажности пара:
.
Потеря от влажности в тепловых единицах :
Так как ,кДж/кг;
,кДж/кг.
Определяем потерю от утечки над бандажом рабочих лопаток:
;
- степень реактивности у вершины;
;
;
,м.
мм - осевой зазор между бандажом и диафрагмой;
мм – радиальный зазор уплотнения над бандажом;
- число гребней на бандаже;
м2;
.
, кДж/кг.
Расход через зазоры по бандажу:
, кг/с.
Потери трения диска определяем так:
Сумма потерь:
.
.
Относительный внутренний к.п.д. ступени определяем по формуле:
.
Использованный теплоперепад ступени:
, кДж/кг.
Внутренняя мощность ступени:
, кВт.