Uploaded by poo-1

тепловой расчет паровой турбины с двумя ступенями скорости

advertisement
Провести тепловой расчет паровой турбины с двумя ступенями скорости
(системы Кертиса).
Заданы.
1. Давление свежего пара Р0 = 13 бар. = 20
2. Температура свежего пара t0 = 300 0С. = 330
3. Давление пара на выходе из турбины Р1 = 1,2 бара. = 0.12
4. Эффективная мощность турбины Ne = 150 кВт.
5. Число оборотов ротора n = 4500 об/мин
При помощи диаграммы для водяного пара находим адиабатный перепад h0=
554.5 кДж/кг (см. рис. 2.2.1).
Задавшись высотой сопла l1 = 50=0.05 и вычислив теоретическую скорость
истечения пара с = 1053.29 м/сек по рис. 2.2.2, находим коэффициент
скорости φ = 0,963.
Зная коэффициент скорости, вычисляем по формуле (2.2.3) потери в
сопловых аппаратах hс = 40.273 кДк/кг
Откладывая в hs диаграмме hс от точки А1i вверх, находим точку А1 и
соответствующий ей объем пара на выходе из сопел n1 = 1.36 м 3 /кг.
Принимаем:
1. Угол наклона сопел α1 = 16° = 0.287 рад
2. Скоростной коэффициент лопаток ψ =0,8
. (В дальнейшем этот коэффициент подлежат уточнению).
3. Коэффициент, учитывающий состояние пара λ =1,1.
4. Число ступеней скорости z = 2.
5. Коэффициент сужения (учитывающий толщину стенок сопел) τ=0,85.
6. Механический КПД. h м = 0,9 +10% = 0.99. (см. рис. 2.3.4).
7. Среднюю высоту лопаток l1ср = 2см.
8. КПД редуктора = 0,95 h р . +10% = 1.045
Принимаем, что турбина используется для привода насоса, т.е., что генератор
отсутствует. В этом случав в формуле (2.3.2а) вместо электрической
мощности следует подставлять эффективную Ne, а значение КПД генератора
принимать, равным единице (h Г =1). Вводя в заданной последовательности
принятые исходные данные в ПК, получаем, что ( 1 u / c )наивыг.= 0,24.
Этому значению 1 u / c соответствуют: 21 0,398 . 212,6 / ; 0,525; 0,443; * = = =
= oе oл oi u м с h h h 1,015 ; 0,082; 0,1363; d м ТВ = = = z e Разность между
заданным значением hое и найденным составляет z = -0,001, или 0,2%. *
Следует иметь в виду, что численное значение относительного эффективного
КПД hое отнесено во всех случаях к оптимальному значению 1 u / c .
Выбранное для расчета турбины значение 1 u / c должно быть равно ( 1 u / c
)наивыг и, следовательно, соответствовать максимальному значению hoi . В
связи с указанным расчет следует начинать с выбора неивыгоднейшего
значения 1 u / c . С этой целью задаются Рис. 2.1.1. Зависимость
относительного внутреннего КПД hoi от 1 u / c 12 рядом значений 1 u / c (в
пределах от 0,05 до 0,5 в случае одноступенчатой турбины и от 0,03 по 0,3
при двухступенчатой), предварительно выбранным значением hoi (или hoе )
и рядом других необходимых для расчета характеристик. Затем для каждого
из принятых значений 1 u / c вычисляют искомое значение hoi . При этом
может оказаться, что найденное значение hoi не соответствует
предварительно выбранному и что секундный расход пара, положенный в
основу расчета o oi i o h N G ×h = , кг/сек, отличается от действительного. В
результате этого значение hoi подлежит уточнению, а расход пара и весь
последующий расчет - пересчету. С целью сокращения объема вычислений
это уточнение проводится лишь для оптимального значения. Однако, и в
этом случае, объем вычислений остается весьма значительным. Поэтому
нахождение наивыгоднейшего значения 1 u / c целесообразно проводить,
используя ПК. Применение ПК позволяет не только сократить время на
определение наивыгоднейшего значения 1 u / c , но и дает возможность
провести расчет с большей тщательностью, увеличив число точек, по
которым строится зависимость ( ) 1 f
Находим расход пара:
𝑢/𝑐1
𝜇ол
0.03
0.093
0.09
0.261
0.15
0.406
0.21
0.526
0.27
0.622
0.3
0.662
𝑢, м/сек
30.429
91.287
152.146
213.005
273.863
304.293
𝑑, м
0.1292
0.3876
0.646
0.9044
1.1629
1.2921
𝜀
0.1525
0.0508
0.0305
0.0217
0.0169
0.0152
𝑁ТВ , кВт
0.062
5.77
45.97
180.14
499.97
767.36
0.0002
0.0192
0.1532
0.6004
1.6666
2.5579
0.0928
0.2418
0.2528
-0.0744
-1.0446
-1.8959
ТВ
hoi
7
6
5
4
3
2
1
0
0
-1
1
2
3
4
5
6
7
8
Download