Файл: Методические указания для студентов специальности пт по дисциплине Тепловые двигатели и нагнетатели.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.01.2024

Просмотров: 118

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


d" = = 1,058 м = 1058 мм.

Средний диаметр рабочего колеса первой ступени

.

Высота рабочей лопатки первой ступени



По диаграмме параметров ступени (рис. 4) для среднего диаметра dcp=965 мм находим:




Получив значение степени реактивности, вычислим перепад теплоты в рабочем колесе первой ступени




На диаграмме состояния (рис. 3) от перпендикуляра, соот­ветствующего параметрам газа за первой ступенью, отложим влево тепловой перепад h2=32,13 кДж/кг и восстановим пер­пендикуляр, который при пересечении с линиями на диаграм­ме состояния укажет параметры газа в осевом зазоре между рабочим колесом и направляющим аппаратом первой сту­пени:

Р1 = 0,334 МПа; v1 = 0,81м3/кг; T1 = 950°К.
Площадь кольца, образованная направляющим аппаратом первой ступени:



Индексом z обозначены параметры последнего рабоче­го колеса,

Внешний диаметр направляющего аппарата


Средний диаметр направляющего аппарата


Высота лопатки направляющего аппарата

Условная скорость


Окружная скорость на среднем диаметре рабочего колеса первой ступени d=0,984 м




Отношение




29. Размеры и параметры второй ступени определяются в такой последовательности:

длина рабочей лопатки второй ступени

внешний диаметр рабочего колеса


средний диаметр рабочего колеса


условная скорость


окружная скорость на среднем диаметре рабочего колеса — d= 1,0135м


отношение



Аналогичные вычисления производятся для получения размеров направляющих аппаратов второй ступени:

Высота направляющей лопатки второй ступени:



Внешний диаметр направляющего аппарата:



Средний диаметр направляющего аппарата:



По значению среднего диаметра второй ступени (1004мм) из диаграммы рис.4 определяются величины:



Получив значение степени реактивности, вычислим перепад в рабочем колесе второй ступени:



Тепловые перепады в рабочем колесе и в направляющем аппарате второй ступени откладываются на диаграмме параметров состояния (рис.3), после чего определяются параметры рабочего тела за второй ступенью: Р2=0,1945 кГ/см2 , v2=1,32м3/кг, Т2=830оК

и параметры в зазоре между направляющим аппаратом и рабочим колесом второй ступени;

Р1=0,209МПа , v1=1,2м3/кг, Т1=850оК . Результаты расчета всех ступеней сведены в табл. 5

Для удобства сопоставления характеристик ступеней скорости и углы определены в этом случае в функции среднего диаметра рабочего колеса каждой ступени , для третьей ступени (ранее эти данные не определялись) вычислим по рис. 4





30. Профильные потери принимаются по данным продувок решеток турбинных профилей.

При профилировании закрученных лопаток приходится несколько отступить от наивыгоднейшей формы профилей; в связи с этим расчетные значения коэффициентов потерь энергии принимаем несколько завышенными сравнительно с опытными данными: ;

а) потери энергии в направляющем аппарате первой ступени



б) потери энергии в рабочем колесе первой ступени




Таблица 5.

Характеристики ступеней турбины (итоговые результаты)

№№ п/п


Наименование величин


Обозначе­ние


Размер­ность


№ ступеней

1

2

3

1


2


3


4


5

6

7

1

Внутренний диаметр



мм

872

872

872

2

Внешний диаметр



мм

1058

1155

1268

3

Средний диаметр



мм

965

1013,5

1070

4

Высота направляющей

лопатки



мм


85

126,25

167,5

5

Высота рабочей

лопатки



мм


93

141,5

198

6

Окружная скорость на среднем диаметре



м/сек

260,4

275,8

304,8

7

Располагаемый перепад тепла



кДж/кг

122,24

122,24

138,47

8

Полный изоэнтропический

Перепад ступени



кДж/кг

133,87

133,87

150,1

9

Условная скорость





м/сек

547,9

547,9

547,9

10

Характеристическое число



_

0,475

0,5

0,556

11

Степень реактивности



_

0,24

0,237

0,317

12

Тепловой перепад в рабочем колесе



кДж/кг

32,13

31,73

47,6

13

Тепловой перепад в направляющем аппарате



кДж/кг

122,5

112,6

101,8

14

Скорость (из графиков)











м/сек


485

205

280

152,5

465

182

279

152,5

442

165

278

152,5

15

Угол потока (из графиков)

4


град, мин

1800/

4600/

14700/

1900/

5200/

14600/

2000/

5900/

14600/

16

Давление перед ступенью



МПа

0,5027

0,306

0,01945

17

Давление в зазоре



МПа

0,334

0,209

0,14

18

Давление за ступенью



МПа

0,306

0,01945

0,1035

19

Удельный объем перед ступенью



м3/кг

0,613

0,898

1,32

20

Удельный объем за ступенью



м3/кг

0,898

1,32

2,086




Аналогично рассчитаны профильные потери во второй и третьей ступенях. Результаты расчета сведены в таб. 6.

Таблица 6

Потери энергии при различных радиальных зазорах

п/п


Наименование величин


Обозначе­ние


Размер­ность


№ ступеней

1

2

3

1


2


3


4


5

6

7

1


Профильные потери в направляющем аппарате



кДж/кг

4,9

4,5

4,07

2

Профильные потери в рабочем колесе



кДж/кг

2,5

2,48

2,47

3

Средняя высота лопаток



мм

89

133,9

182,8

4

Концевые потери









кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

6,83

9,33

12,04

4,54

6,2

8,01

3,73

5,09

6,58

5

Теплоперепад



кДж/кг

133,87

133,87

150,1

6

Сумма потерь энергии











кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг


14,23

16,73

19,44



11,52

13,18

14,99



10,27

11,63

13,12


7

Использованный теплоперепад



кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

119,64

117,14

114,43

122,3

120,69

118,88

139,83

138,47

136,98



31. Концевые потери энергии определяются в предположении, что направляющие и рабочие лопатки выполнены без бандажей. Радиальный зазор выбирается из конструктивных соображений.

При выполнении поверочного расчета проточной части турбины целесообразно расчет выполнить при двух-трех размерах радиальных зазорах:



Потери теплового перепада вычисляются по формуле:

Где - величина радиального зазора, мм.

l- средняя высота лопатки, мм.



l1- высота лопатки направляющего аппарата, мм

l2- высота лопатки рабочего колеса

- перепад тепла, кДж/кг

а) Концевые потери энергии в первой ступени при величине радиального зазора :




б) Концевые потери энергии в первой ступени при величине радиального зазора

:



в) Концевые потери энергии в первой ступени при величине радиального зазора

:

Аналогично вычислим концевые потери энергии при трех значениях зазоров

, для второй и третьей ступеней. Результаты расчетов сведены в табл. 6.

32. Внутренний относительный К.П.Д. турбины определяется по формуле:



Где - полный изоэнтропический (адиабатический) перепад тепла в турбине, см. п. 7;