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;