|
Расчет первой нерегулирующей ступени
Расход пара D0=434,02 кг/с из расчета тепловой схемы
Частота вращения ротора n=3000 об./мин по техническим характеристикам
Начальное давление пара Р0=23,5МПа по техническим характеристикам
Начальная температура пара t0=5400C по техническим характеристикам
Средний диаметр ступени  с аналога по /1/
Степень реакции примем 
4.1 Окружная скорость:
Скоростной коэффициент сопловой решетки предварительно примем
Угол выхода из сопловой решетки примем 
4.2 Определим значение характеристического коэффициента:
4.3 Фиктивная скорость:
4.4 Располагаемый теплоперепад ступени :
4.5 Располагаемый теплоперепад в сопловой решетке:
4.6 Располагаемый теплоперепад в рабочей решетке:
4.7 Теоретическая скорость истечения пара в сопловой решетке:
4.8 Выходная площадь сопловой решетки:
где теоретический коэффициент расхода  , теоретический удельный объем после расширения в сопловой решетке  по /2/ по давлению р1=10,079МПа и энтальпии h=3422кДж/кг из процесса расширения в сопловой решетке
4.9 Высота лопаток сопловой решетки :
Степень парциальности потока примем 
4.10 Скорость звука в среде:
4.11 Число Маха :
Выбираем профиль по /1/ С-90-12А
 , шаг 
4.12 Число сопловых лопаток:
 = 
4.13 Действительную скорость пара на выходе из сопловой решетки:
4.14 Скорость входа пара на рабочую решетку:
 =140
4.15 Угол ее направления:
4.16 Откладывая потери энергии в соплах  на i – s-диаграмме, строят действительный процесс расширения в них и определяют теоретический удельный объем пара  в конце адиабатного расширения на рабочих лопатках:
4.17 Предварительно задавшись коэффициентом расхода  находят выходную площадь рабочей решетки:
4.18 Теоретическая относительная скорость выхода пара из рабочей решетки:
4.19 Скорость звука в среде:
4.20 Число Маха:
Выбираем профиль по (1) Р-30-21А
Хорда  , шаг  ,
4.21 Выбрав суммарную перекрышу  из табл.2 определяют высоту рабочей решетки :
Таблица 3 - Рекомендуемые перекрыши ступени
| Высота сопловой решетки l1,мм
| Перекрыша
| | Корневая Δl1,мм
| Периферийная Δl2,мм
| | До 35
| 1,0
| 1,5-2,0
| | 35-55
| 1,0
| 2,0-2,5
| | 55-75
| 1,5-2
| 2,5-3,0
| | 75-150
| 2,0-2,5
| 3,0-3,5
| | 150-300
| 2,5-3,0
| 3,5-4,0
| | 300-400
| 5,0-6,0
| 6,5-7,5
| | 400-625
| 7,0-8,0
| 7,0-8,0
| | 625 и выше
| 9,0-10
| 9,0-10
|
4.22 Эффективный угол выхода пара из рабочей решетки находят из выражения:
4.23 Число лопаток :
4.24 Уточняют коэффициент расхода :
4.25 Скоростной коэффициент рабочей решетки:
4.26 Производят построение выходного треугольника скоростей :
4.27 Угол выхода:
4.28 Из выходного треугольника находят абсолютную скорость выхода пара из ступени :
4.29 Угол ее направления:
4.30 Потери энергии в рабочей решетке:
Откладывая значение  в i-s - диаграмме, строят действительный процесс расширения пара в рабочих лопатках.
4.31 Располагаемая энергия ступени:
где χвс – коэффициент использования кинетической энергии выходной скорости в последующей ступени, для регулирующей ступени  = 0
4.32 Относительный лопаточный КПД :
4.33 Окружная усилие:
4.34 Изгибающие напряжения:
где  – минимальный момент сопротивления, определяемый по характеристике профиля. В ступенях с парциальным подводом  =15-25 МПа. Если  , то при сохранении  следует увеличить хорду профиля в соотношении
4.35 Значения КПД, найденные по формулам (3.32) и (3.33) должны совпадать в пределах точности расчетов и находим мощность на лопатках ступени :
4.36 Потери энергии от утечек пара, парциальности и на трение, относительная величина потерь энергии от утечек пара через диафрагменные и бандажные уплотнения:
где μу – коэффициент расхода уплотнения, μ у = 0,65 – 0,9;
dу – диаметр диафрагменного уплотнения, принимаемый по аналогу турбины, dу = 0,3 – 0,6 м;
δ – радиальный зазор в уплотнении, δ ≈ 0,001d у;
z – число гребней уплотнения, в области высоких давлений z = 4 – 10,
низких – z = 2 – 4;
dб – диаметр бандажного уплотнения,
δэкв – эквивалентный зазор уплотнения
где  - осевой и радиальный зазоры бандажного уплотнения;
 - число гребней в надбандажном уплотнении.
При проектировании ступени можно принять  = 0,003 - 0,005м;   = 2.
4.37 Относительные потери энергии, вызванные парциальным подводом пара
где  - ширина рабочей решётки,  ;
j - число пар концов сопловых сегментов, чаще всего j = 2.
4.38 Потери энергии от трения диска о пар:
где  - коэффициент трения, равный (0,45 - 0,80)10-3
4.39 Относительный внутренний КПД ступени:
4.40 Использованный теплоперепад ступени:
4.41 Внутренняя мощность ступени:
Откладывая последовательно потери энергии в i-s-диаграмме находят состояние пара за регулирующей ступенью Результаты расчёта ступени сводятся в таблицу
Таблица 4 - Расчет проточной части турбины по остальным ступеням
| Параметр/ступень
| регулирующая
|
|
|
|
| | С
| Р
| С
| Р
| С
| Р
| С
| Р
| С
| Р
| | профиль
| С-90-12А
| Р-30-21А
| С-90-12А
| Р-30-21А
| С-90-12А
| Р-30-21А
| С-90-12А
| Р-30-21А
| С-90-12А
| Р-30-21А
| | щаг установки
| 0,72
| 0,6
| 0,72
| 0,6
| 0,72
| 0,6
| 0,72
| 0,6
| 0,72
| 0,6
| | Расход пара D кг/с
|
|
|
|
|
| | Диаметр средний,d0,м
| 1,12
| 0,85
| 0,853
| 0,863
| 0,87
| | Выходной эффективный угол, α
|
|
|
|
|
| | Степень реакции, ρ
| 0,02
|
| 0,10
| 0,11
| 0,12
| | Окружная скорость U, м/с
| 188,4
| 133,45
| 133,92
| 135,49
| 136,43
| | Характеристический коэффициент Xф
| 0,47
| 0,45
| 0,493
| 0,4958
| 0,498
| | Фиктивная скорость,cф м/с
| 400,8
|
| 271,64
| 273,28
| 273,63
| | Располагаемый теплоперепад ступени, Н0 кДж/кг
|
|
| 33,88
| 34,28
| 34,4
| | Теплоперепад в решётке, кДж/кг
|
|
| 33,76
| 1,85
| 30,49
| 3,38
| 30,509
| 3,771
| 30,246
| 4,124
| Теоретическая скорость истечения (  ), м/с
| 388,77
|
|
|
| 246,95
| 136,1
| 247,02
| 140,09
| 245,95
| 139,05
| Реальная скорость истечения (  ), м/c
|
|
|
|
| 234,6
|
| 237,63
| 133,79
|
| 132,43
| | Выходная площадь решётки м2
|
0,0094
|
0,016
|
0,043
| 0,034
|
0,022
| 0,039
|
0,054
|
0,095
|
0,026
|
0,046
| | Длина лопатки, м
| 0,014
| 0,0165
| 0,025
| 0,027
| 0,037
| 0,042
| 0,089
| 0,094
| 0,042
| 0,217
| | Число Маха
| 0,59
| 0,29
| 0,4
| 0,19
| 0,38
| 0,2
| 0,381
| 0,216
| 0,383
| 0,217
| | Количество лопаток, шт
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Угол входа пара в решётку
|
|
|
|
26,3
|
29,14
|
| 29,1
| 27,87
| 29,83
| 26,65
| | Угол выхода пара из решётки
|
|
|
| 31,6
|
|
72,3
|
| 74,61
|
| 74,86
| | Хорда, см
| 6,06
| 2,56
| 5,15
| 2,56
| 9,14
| 4,66
| 8,99
| 4,66
| 9,01
| 4,66
| | Потери в решетке кДж/кг
| 0,018
|
| 0,015
| 0,84
| 2,97
| 0,95
| 2,27
| 0,86
| 1,93
| 0,98
| Выходная скорость  , м/с
|
| 58,5
| 59,3
| 64,87
| 62,09
| | Потери с выходной скоростью, кДж/кг
| 2,09
| 2,03
| 1,76
| 2,1
| 1,91
| | Относительный лопаточный КПД
| 0,63
| 0,429
| 0,86
| 0,7508
| 0,757
| | Полезный теплоперепад, кДж/кг
| 13,6
| 15,8
| 25,3
| 28,49
| 26,018
| | Мощность ступени, МВт
| 11,6
| 28,67
| 28,7
| 27,5
| 27,8
| | | | | | | | | | | | | |
| Параметр/ступень
|
|
|
|
|
| | С
| Р
| С
| Р
| С
| Р
| С
| Р
| С
| Р
| | профиль
| С-90-12А
| Р-30-21А
| С-90-12А
| Р-30-21А
| С-90-12А
| Р-30-21А
| С-90-12А
| Р-30-21А
| С-90-12А
| Р-30-21А
| | щаг установки
| 0,72
| 0,6
| 0,72
| 0,6
| 0,72
| 0,6
| 0,72
| 0,6
| 0,72
| 0,6
| | Расход пара D кг/с
|
|
|
|
|
| | Диаметр средний,d0,м
| 0,88
| 0,87
| 1,066
| 1,078
| 1,092
| | Выходной эффективный угол, α
|
|
|
|
|
| | Степень реакции, ρ
| 0,13
| 0,14
| 0,15
| 0,16
| 0,17
| | Окружная скорость U, м/с
| 137,53
| 139,53
| 167,36
| 169,25
| 171,44
| | Характеристический коэффициент Xф
| 0,5014
| 0,5043
| 0,5073
| 0,5103
| 0,5134
| | Фиктивная скорость,cф м/с
| 274,29
| 275,83
| 329,9
| 331,67
| 333,93
| | Располагаемый теплоперепад ступени, Н0 кДж/кг
| 34,54
| 34,93
| 49,97
| 50,5
| 51,19
| | Теплоперепад в решётке, кДж/кг
| 30,05
| 4,29
| 30,04
| 4,8
| 42,47
| 7,49
| 42,42
| 8,08
| 42,488
| 8,702
| | Теоретическая скорость истечения ( ), м/с
| 245,95
| 141,28
| 245,11
| 143,25
| 291,46
| 171,74
|
| 174,27
| 291,51
| 178,55
| | Реальная скорость истечения ( ), м/c
| 234,12
| 134,2
|
|
| 272,47
| 162,57
| 277,87
| 165,92
| 281,02
| 170,69
| | Выходная площадь решётки м2
| 0,028
| 0,049
| 0,03
| 0,053
| 0,053
| 0,029
| 0,033
| 0,0509
| 0,083
| 0,0509
| | Длина лопатки, м
| 0,045
| 0,05
| 0,11
| 0,055
| 0,039
| 0,044
| 0,043
| 0,048
| 0,043
| 0,048
| | Число Маха
| 0,385
| 0,222
| 0,389
| 0,228
| 0,469
| 0,269
| 0,476
| 0,286
| 0,476
| 0,286
| | Количество лопаток, шт
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Угол входа пара в решётку
| 30,17
| 26,73
| 30,6
| 27,01
| 31,22
| 25,41
| 31,62
| 27,15
| 31,62
| 27,15
| | Угол выхода пара из решётки
|
|
73,65
|
|
|
|
73,69
|
|
73,62
|
|
73,62
| | Хорда, см
| 8,46
| 4,7
| 8,44
| 4,8
| 8,5
| 5,23
| 8,5
| 5,23
| 8,65
| 5,33
| | Потери в решетке кДж/кг
|
1,90
|
0,92
| 1,68
| 1,53
| 1,48
| 1,672
| 1,48
| 1,672
| 1,56
| 1,77
| | Выходная скорость , м/с
| 62,9
| 64,35
| 72,71
| 72,71
| 78,62
| | Потери с выходной скоростью, кДж/кг
| 1,98
| 2,07
| 2,64
| 2,64
| 3,09
| | Относительный лопаточный КПД
| 0,86
| 0,875
| 0,864
| 0,864
| 0,865
| | Полезный теплоперепад, кДж/кг
| 26,37
| 26,43
| 36,503
| 36,503
| 37,46
| | Мощность ступени, МВт
| 28,5
| 28,68
| 39,06
| 39,06
| 40,09
| | Параметр/ступень
|
|
|
|
| | | С
| Р
| С
| Р
| С
| Р
| C
| P
| | | профиль
| С-90-12А
| Р-30-21А
| С-90-12А
| Р-30-21А
| С-90-12А
| Р-30-21А
| С-90-12А
| Р-30-21А
| | | щаг установки
| 0,72
| 0,6
| 0,72
| 0,6
| 0,72
| 0,6
| 0,72
| 0,6
| | | Расход пара D кг/с
|
|
|
|
| | | Диаметр средний,d0,м
| 1,102
| 1,114
| 1,127
| 1,13
| | | Выходной эффективный угол, α
|
|
|
|
| | | Степень реакции, ρ
| 0,18
| 0,19
| 0,20
| 0,21
| | | Окружная скорость U, м/с
| 173,01
| 174,9
| 176,94
| 177,41
| | | Характеристический коэффициент Xф
| 0,5165
| 0,5197
| 0,5229
| 0,5262
| | | Фиктивная скорость,cф м/с
| 334,97
| 336,54
| 338,38
| 337,15
| | | Располагаемый теплоперепад ступени, Н0 кДж/кг
| 51,51
| 51,99
| 52,57
| 52,19
| | | Теплоперепад в решётке, кДж/кг
|
42,238
| 9,272
| 42,112
| 9,878
| 42,056
| 10,514
| 41,23
| 10,15
| | | Теоретическая скорость истечения ( ), м/с
| 290,65
| 180,5
| 290,21
| 182,55
| 290,02
| 184,99
| 287,16
| 185,1
| | | Реальная скорость истечения ( ), м/c
| 280,48
| 172,76
| 280,05
| 174,81
| 280,16
| 177,24
| 276,6
| 176,86
| | | Выходная площадь решётки м2
| 0,098
| 0,163
| 0,109
| 0,179
| 0,126
| 0,203
| 0,075
| 0,117
| | | Длина лопатки, м
| 0,126
| 0,131
| 0,139
| 0,144
| 0,158
| 0,164
| 0,094
| 0,1
| | | Число Маха
| 0,493
| 0,307
| 0,501
| 0,317
| 0,511
| 0,328
| 0,516
| 0,335
| | | Количество лопаток, шт
|
|
|
|
|
|
|
|
| | | Угол входа пара в решётку
|
32,18
|
26,71
|
32,74
|
26,44
|
33,27
|
25,97
|
34,05
|
24,92
| | | Угол выхода пара из решётки
|
|
76,46
|
|
76,7
|
|
77,24
|
|
77,78
| | | Хорда, см
| 8,63
| 5,23
| 8,84
| 5,23
| 8,65
| 5,23
| 8,65
| 5,23
| | | Потери в решетке кДж/кг
| 2,9
| 1,37
| 2,9
| 1,38
| 2,81
| 1,4
| 2,74
| 1,39
| | | Выходная скорость , м/с
| 79,87
| 79,98
| 79,58
| 77,15
| | | Потери с выходной скоростью, кДж/кг
| 3,19
| 3,2
| 3,17
| 2,98
| | | Относительный лопаточный КПД
| 0,8882
| 0,889
| 0,8919
| 0,863
| | | Внутренний oтносительный КПД
| 0,843
| 0,8466
| 0,8537
| 0,8308
| | | Полезный теплоперепад, кДж/кг
| 43,423
| 44,015
| 44,879
| 43,127
| | | Мощность ступени, МВт
| 10,005
| 9,608
| 9,796
| 9,414
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |
Заключение
В данной курсовой работе были произведены расчеты схемы регенерации турбоустановки, рассчитаны параметры в отборах, найден расход пара в голову турбины, который составил 243,73 кг/с. Расхождение с заводскими данными составило 3,3%. Также был произведен расчет первой (регулирующей) ступени турбоустановки.
Были получены результаты:
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2025 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
