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