Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Января 2014 в 18:34, курсовая работа
В данном курсовом проекте производится расчет проточной части одноцилиндровой турбины. Основные части курсового проекта включают следующее: предварительное построение процесса расширения турбины и определение расхода пара; выбор типа регулирующей ступени; предварительный расчет нерегулируемых ступеней, в ходе которого определяются размеры лопаток ступеней и их срабатываемые теплоперепады;
Далее пересчитываем их теплоперепады, по формуле:
, (2.55)
где – для первой нерегулируемой ступени;
– для промежуточных ступеней, принимаем 0,94.
Таблица 2.2 – Теплоперепад с учетом коэффициента
Характеристики |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
|
0,48 |
0,481 |
0,483 |
0,484 |
0,486 |
0,487 |
0,489 |
0.49 |
0,492 |
0,494 | |
0,944 |
0,947 |
0,951 |
0,954 |
0,958 |
0,962 |
0,965 |
0,969 |
0,973 |
0,977 | |
47,581 |
44,788 |
44,926 |
45,062 |
45,196 |
45,329 |
45,387 |
45,445 |
45,503 |
45,561 |
Сумма теплоперепадов всех ступеней, кДж/кг:
Сумма теплоперепадов всех ступеней должна равняться известному располагаемому теплоперепаду нерегулируемых ступеней с учетом возврата тепла, кДж/кг:
Так как равенство не соблюдается, откорректируем значение теплоперепадов ступеней ЧВД прибавив к каждому теплоперепаду величину невязки, кДж/кг:
(2.56)
Таблица 2.3 – Уточненные теплоперепады
Номер ступени |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 | |
48,042 |
45,249 |
45,387 |
45,523 |
45,657 |
45,79 |
45,849 |
45,907 |
45,965 |
46,022 | |
2.5.2 Предварительный расчет ЧСД
Во избежание неоправданных потерь при движении пара проточная часть турбины должна расширяться плавно, без уступов (конечно, при отсутствии камер для отборов пара на регенерацию и др.). В этом случае первая ступень ЧСД конденсационной турбины должна плавно сопрягаться с предыдущей, т.е. последней ступенью ЧВД. Тем более что отборы пара на регенерацию в данном проекте не учитываются. Поскольку высота лопаток последней ступени ЧВД уже определена, высоту лопатки первой ступени ЧСД можно определить так, м:
, (2.57)
где – межступенчатая перекрыша, м, принимаем 0,01 [1].
Корневой диаметр ЧСД равен корневому диаметру ЧВД, м:
Средний диаметр первой ступени, м:
(2.58)
Задаем эффективный угол, коэффициент скорости и расхода для первой ступени ЧСД:
;
;
.
Оптимальное отношение скоростей (см. формулу 2.40):
Теплоперепад первой ступени, кДж/кг, (см. формулу 2.41):
Теплоперепад сопловой решетки, кДж/кг, (см. формулу 2.43):
Теоретическая скорость истечения из сопловой решетки, м/с, (см. формулу 2.42):
Площадь проходного сечения сопловой решетки, м2, (см. формулу 2.45),
где – удельный объем пара за сопловой решеткой, м3/кг [2].
Высота сопловой решетки, м:
, (2.59)
где – суммарная перекрыша, м, принимаем 0,004 [1].
Средний диаметр последней ступени ЧСД определяется по упрощенному уравнению неразрывности, (см. формулу 2.49),
где – средний диаметр последней ступени ЧСД, м, (см. формулу 2.50);
– высота рабочих лопаток последней ступени, м;
– удельный объем за первой ступенью, м3/кг [2];
– удельный объем за последней ступенью, м3/кг [2];
– степень парциальности первой и последней ступени соответственно.
Решая квадратное уравнение, находим:
;
.
Степень реактивности последней ступени, (см. формулу 2.51):
Принимаем эффективный угол выхода потока из сопловой решетки последней ступени .
Отношение скоростей, (см. формулу 2.52):
Определим изменение параметров и характеристик по ступеням.
Для этого необходимо разбить ЧСД на 5 ступеней (таблица 2.4), и найти теплоперепады каждой ступени по формуле, кДж/кг:
Таблица 2.4 – Характеристики ступеней
Характеристики | |||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 | |
0.496 |
0.515 |
0.535 |
0.554 |
0.573 | |
0.986 |
1.028 |
1.07 |
1.111 |
1.153 | |
48.56 |
48.902 |
49.221 |
49.518 |
49.796 |
Среднеарифметический теплоперепад одной ступени, кДж/кг, (см. формулу 2.53):
Число ступеней, (см. формулу 2.54):
Округляем количество ступеней до ближайшего целого.
Таблица 2.5 – Теплоперепад с учетом коэффициента
Характеристики |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | ||
|
0,496 |
0,5 |
0,51 |
0,52 |
0,53 |
0,54 |
0,55 |
0,56 |
0,573 | ||
|
0.986 |
1,006 |
1,02 |
1,04 |
1,069 |
1,09 |
1,1 |
1,13 |
1,15 | ||
48.56 |
45.81 |
46.12 |
46.41 |
46.68 |
46.933 |
47.054 |
47.171 |
47.284 | ||
Сумма теплоперепадов всех ступеней, кДж/кг:
Сумма теплоперепадов всех ступеней должна равняться известному располагаемому теплоперепаду нерегулируемых ступеней с учетом возврата тепла, кДж/кг:
Так как равенство не соблюдается, откорректируем значение теплоперепадов ступеней ЧСД прибавив к каждому теплоперепаду величину невязки, кДж/кг, (см. формулу 2.56):
Таблица 2.6 – Уточненные теплоперепады
Номер ступени |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
51.376 |
48.626 |
48.936 |
49.226 |
49.496 |
49.749 |
49.87 |
49.987 |
50.1 | |
2.5.3 Предварительный расчет ЧНД
Высоту лопатки первой ступени ЧНД, средний диаметр, степень реактивности и др., в простейшем случае можно определить так же, как и в ЧСД.
Высота лопатки первой ступени, м, (см. формулу 2.57):
Корневой диаметр первой ступени ЧНД равен корневому диаметру ЧСД, м:
Средний диаметр первой ступени, м, (см. формулу 2.58):
Степень реактивности для первой ступени ЧНД принимаем такой же как в последней ступени ЧСД:
Задаем эффективный угол, коэффициент скорости и расхода для первой ступени ЧНД:
;
;
.
Высота сопловой решетки, м, (см. формулу 2.59),
где – суммарная перекрыша, м, принимаем 0,01 [1].
Средний диаметр последней ступени, м:
, (2.60)
где – расход пара, (см. формулу 2.35);
– удельный объем пара за последней ступенью;
– верность ступени, принимаем 4 [1];
– скорость выхода из последней ступени, м/с, (см. формулу 2.38);
– угол выхода из ступени, принимаем [1].
Высота рабочих лопаток последней ступени, м:
(2.61)
Корневой диаметр последней ступени, м, (см. формулу 2.48):
Степень реактивности последней ступени, (см. формулу 2.51):
Принимаем эффективный угол выхода потока из сопловой решетки последней ступени .
Отношение скоростей, (см. формулу 2.52):
После определения среднего диаметра и отношения (U/Ca)opt последней ступени ЧНД целесообразно произвести для нее предварительную проверку ожидаемых углов в следующем порядке:
Определим изменение параметров и характеристик по ступеням.
Для этого необходимо разбить ЧНД на 5 ступеней (таблица 2.7), и найти теплоперепады каждой ступени по формуле, кДж/кг:
Таблица 2.7 – Характеристики ступеней
Характеристики |
Номер ступени |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 | |
|
0,579 |
0.596 |
0.614 |
0.631 |
0,649 | |
1,173 |
1.43 |
1.687 |
1.943 |
2,2 | |
50.557 |
70.76 |
92.912 |
116.6 |
141.482 | |
Среднеарифметический теплоперепад одной ступени, кДж/кг, (см. формулу 2.53):
Число ступеней, (см. формулу 2.54):
Округляем количество ступеней до ближайшего целого. Так как число ступеней 4, то пересчет числа ступеней не требуется. Далее пересчитываем их теплоперепады, (см. формулу 2.55):