ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОДНОСТУПЕНЧАТОГО ЛОПАТОЧНОГО НАГНЕТАТЕЛЯ. 21.02.03 ПМ.01 МДК 01.01 МУ по КП-1. Методические указания для выполнения курсового проекта по мдк. 01. 01 Технологическое оборудование газонефтепроводов и газонефтехранилищ
 Скачать 3.19 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева» АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ Методические указания для выполнения курсового проекта по МДК.01.01 Технологическое оборудование газонефтепроводов и газонефтехранилищ Специальность: 21.02.03 Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ. Форма обучения: очная 2020 г. СОДЕРЖАНИЕ
Введение Газотурбинная установка (ГТУ) – энергетическая установка: конструктивно объединённая совокупность газовой турбины, электрического генератора, газовоздушного тракта, системы управления и вспомогательных устройств (пусковое устройство, компрессор, теплообменный аппарат или котёл-утилизатор для подогрева сетевой воды для промышленного снабжения). Газотурбинная установка состоит из двух основных частей: силовая турбина и электрический генератор, которые размещаются в одном корпусе. Поток газа высокой температуры воздействует на лопатки силовой турбины (создает крутящий момент). Использование тепла посредством теплообменника или котла-утилизатора обеспечивает увеличение общего КПД установки. ГТУ может работать как на жидком, так и на газообразном топливе: в обычном рабочем режиме – на газе, а в резервном (аварийном) — автоматически переключается на дизельное топливо. Оптимальным режимом работы газотурбинной установки является комбинированная выработка тепловой и электрической энергии. ГТУ в энергетике работают как в базовом режиме, так и для покрытия пиковых нагрузок. В настоящее время газотурбинные установки начали широко применяться в малой энергетике. ГТУ предназначены для эксплуатации в любых климатических условиях как основной или резервный источник электроэнергии и тепла для объектов производственного или бытового назначения. Области применения газотурбинных установок практически не ограничены: нефтегазодобывающая промышленность, промышленные предприятия, муниципальные образования. Блочно-модульное исполнение ГТУ обеспечивает высокий уровень заводской готовности газотурбинных электростанций. В курсовом проекте рассматривается парокомпрессионный модуль ГТУ, а именно одноступенчатый лопаточный нагнетатель. Их широкое распространение обусловлено их высокими технико-экономическими показателями. Эти машины характеризуются малыми габаритными размерами и массой, простотой конструкции, хорошей уравновешенностью, возможностью экономичного регулирования производительности в значительных пределах, надежностью и удобством обслуживания. Для их привода могут использоваться двигатели разных типов. Центробежный компрессор может быть как одноступенчатым, так и включать в себя несколько ступеней для повышения степеней сжатия газа. В данном пособии мы рассмотрим методику расчета только одноступенчатых центробежных компрессорных машин. Методика расчета включает в себя: определение параметров состояния и скоростей (в безразмерной форме) во всех расчетных сечениях нагнетателя; определение основных размеров проточной части рабочего колеса радиального и осерадиального типов, диффузоров лопаточного типа и спирального отвода, имеющего сечение круглое или постоянной ширины; определение частоты вращения, потерь по элементам ступени, расчетного значения изоэнтропного КПД и мощности на валу. Методика представлена в виде нелинейной алгоритмической последовательности, достаточно универсальна. Для выбираемых параметров указаны рекомендуемые диапазоны значений, которые, естественно, по усмотрению расчетчика или конструктора могут быть изменены. Работа над проектом начинается с выдачи преподавателем, выполняющим роль заказчика, студенту, выполняющему роль разработчика, задания на расчет. В задание входят следующие данные: рабочее тело: R теплопроизводительность: Q = __МВт температура кипения: Тк =____ К температура конденсации: Тк = ___ К На основании данных задания студент проводит сначала предварительный расчет, а затем переходит к основному алгоритму. Используя результаты расчетов, выполняются чертежи основных элементов конструкции компрессора. Результаты проектирования представляются в виде отчета, включающего в себя: 1. Пояснительную записку: Титульный лист (Приложение 1) Задание на проектирование (Приложение 2) Содержание Введение Предварительный расчет Основной расчет Заключение Список источников 2. Графическую часть: Лист 1 фА1, сборочный чертеж «Одноступенчатый лопаточный нагнетатель» Лист 2 фА2, «Диффузор» / «Рабочее колесо» / «Улитка» (определяется индивидуальным заданием) Лист 3 фА2, принципиальная схема ГТУ (вид определяется индивидуальным заданием) ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА Общие требования к оформлению Пояснительная записка оформляется на листах формата А4 (210х297) с рамкой и основной надписью в соответствии с приложением 3 (формы 1, 2). Расстояние от рамки до границ текста в начале и в конце строк – 5 мм. Расстояние от верхней или нижней строки текста до верхней или нижней рамки – 15 мм. Пояснительная записка оформляется следующим способом: шрифт – Astra Serif, Liberation Serif, Times New Roman; размер шрифта (кегль) – 14; междустрочный интервал – одинарный; выравнивание – по ширине; цвет шрифта – чёрный. Абзацы в тексте начинают отступом первой строки (далее - абзацный отступ) 1,25 см; интервал между абзацами: не ставится, т.е. перед – 0 пунктов (далее – пт), после – 0 пт. Допускается применение полужирного и курсивного начертания в тексте для выделения отдельных элементов: определений, выводов и т.п. При выполнении расчета необходимо кратко пояснить, что определяется, написать расчетную формулу, расшифровать значения, дать ссылку на источник, из которого заимствована формула. Затем подставляются числовые значения, и записывается конечный результат с указанием единиц измерения. Нумерация страниц Страницы пояснительной записки нумеруют арабскими цифрами, соблюдая сквозную нумерацию по всему документу, включая приложения. Номер страницы проставляют в графе 7 основной надписи в соответствии с приложением 3. Титульный лист пояснительной записки включают в общую нумерацию страниц. Номер страницы на титульном листе не проставляют. Задание на курсовое проектирование в общую нумерацию страниц не включают. Деление текста Текст пояснительной записки делят на разделы, подразделы. При необходимости разделы или подразделы разбивают на пункты и подпункты. Разделы и подразделы должны иметь заголовки. Пункты и подпункты могут не иметь заголовков. Заголовки разделов нумеруют арабскими цифрами без точки в конце и печатают с абзацного отступа, шрифт – полужирный; выравнивание – по ширине, без подчёркивания. В заголовках разделов не допускаются переносы в словах, а также отрыв предлога или союза от относящегося к слову. Размер шрифта (кегль) заголовка разделов– 14 (как в основном тексте). Пример – 1 расчет основного магистрального насоса С целью отделения заголовков разделов от основного текста их следует выполнять интервалом следующим образом: – интервал перед заголовком раздела (первого уровня) должен составлять два пробела; – интервал между заголовком подраздела (второго уровня) и предшествующим (последующим) текстом – один пробел; – расстояние до и после строки заголовка пунктов (третьего уровня) принимают таким же, как в тексте. Каждый раздел рекомендуется начинать с новой страницы. Заголовки подразделов, пунктов и подпунктов следует оформлять с использованием абзацного отступа 1,25 см с прописной буквы без точки в конце. Разделы нумеруют в пределах основной части документа. Пример – 1; 2; 3; 4 и т. д. Подразделы нумеруют в пределах каждого раздела. Номер подраздела должен состоять из номера раздела и подраздела, отделенных точкой. Пример – 1.1; 1.2; 1.3; 1.4 и т. д. Если раздел не имеет подраздела, то номер пункта в нем должен состоять из номера раздела и пункта, отделенных точкой. Пункты нумеруют в пределах каждого подраздела. Номер пункта должен состоять из номеров раздела, подраздела и пункта, отделенных точками. Пример – 1.1.1; 1.1.2; 1.1.3; 1.1.4 и т. д. Пункты, при необходимости, делят на подпункты, которые должны иметь порядковую нумерацию в пределах каждого пункта. Пример – 1.1.1.1; 1.1.1.2; 1.1.1.3; 1.1.1.4 и т. д. Оформление формул Формулы выделяют из текста в отдельную строку и печатают с абзацного отступа. Выше и ниже каждой формулы должна быть оставлена одна свободная строка. Если формула не умещается в одну строку, то ее переносят на следующую строку на знаках выполняемых операций, причем знак в начале следующей строки повторяют. Формулы, помещаемые в тексте, нумеруют по порядку арабскими цифрами в пределах документа. Номер указывают в круглых скобках в крайнем правом положении на строке на уровне формулы. Допускается нумеровать формулы в пределах каждого раздела. В этом случае номер формулы состоит из номера раздела и порядкового номера формулы, разделенных точкой. Пример –  , (1.1)Пояснения символов и числовых коэффициентов, входящих в формулу, приводят непосредственно под формулой. Пояснения каждого символа приводят с новой строки. Первую строку пояснения начинают со слова «где», без двоеточия и абзацного отступа. Пример – Определение плотности нефти при расчетной температуре производят по формуле , (1.1)где t – расчетная температура; βр – коэффициент объемного расширения. При ссылке в тексте документа на формулу ее порядковый номер указывают в круглых скобках. Оформление таблиц Таблицу, в зависимости от ее размера, помещают непосредственно под текстом, в котором дана ссылка на нее, или на следующей странице. Над таблицей помещают слово «Таблица» без абзацного отступа, затем – номер таблицы, через тире – наименование таблицы. Если название таблицы занимает более чем одну строку, то вторая и следующие строки названия таблицы начинаются без абзацного отступа, и располагаются по ширине текста страницы. Используемый шрифт для таблиц – стандартно Times New Roman. Для названий таблиц – кегль 12, для «внутреннего содержания» таблиц рекомендуется кегль 12, междустрочный интервал – одинарный. В зависимости от объема и содержания таблицы, допускается размер шрифта в таблице от 10 до 12. Каждая таблица занимает место по ширине окна. Таблицы нумеруют арабскими цифрами сквозной нумерацией. Допускается нумерация таблиц в пределах раздела. В этом случае номер таблицы состоит из номера раздела и порядкового номера таблицы, отделенных точкой. Пример – Таблица 2.1 – Коэффициент объемного расширения
Библиографические ссылки При использовании в текстовом документе материалов (формул, таблиц, цитат, иллюстраций и т.п.) из других документов необходимо дать библиографическую ссылку на документ, из которого был заимствован материал. Библиографическую ссылку оформляют в соответствии с ГОСТ Р 7.0.5–2008 (Библиографическая ссылка), ГОСТ 7.32–2017 (Отчет о научно-исследовательской работе), ГОСТ Р 7.0.100–2018 (Библиографическая запись. Библиографическое описание). При наличии в пояснительной записке списка использованных источников внутри текста помещают отсылку к списку. Отсылку, содержащую порядковый номер источника, на который ссылаются, приводят в квадратных скобках. Пример – Г.М. Гаджиев [1] и С.И. Иванова [2] считают, что … Если ссылаются на конкретный фрагмент текста документа, в отсылке указывают порядковый номер документа в списке и страницы, на которых помещен объект ссылки, сведения разделяют запятой: Пример – В своем учебнике А.А. Коршак [1, с. 22] приводит формулу …. Оформление списка источников Список использованных источников помещают в конце пояснительной записки. Сведения об источниках в списке приводят в виде библиографических записей, составленных в соответствии с ГОСТ Р 7.0.5–2008 (Библиографическая ссылка), ГОСТ 7.32–2017 (Отчет о научно-исследовательской работе), ГОСТ Р 7.0.100–2018 (Библиографическая запись. Библиографическое описание). Все библиографические записи нумеруют арабскими цифрами и печатают с абзацного отступа. Нумерация должна быть сквозной для всего списка. Библиографические описания в списке следует располагать в алфавитном порядке. При алфавитном способе группировки все библиографические записи располагают по алфавиту фамилий авторов или первых слов заглавий документов, описания которых составлены под заглавием. Библиографические записи произведений одного автора помещают по алфавиту заглавий. Библиографические записи произведений авторов-однофамильцев располагают в алфавите их инициалов, библиографические записи стандартов и других нормативных документов – в порядке возрастания регистрационных номеров обозначений. Кроме этого, в списке использованных источников выделяют сначала официальные документы и материалы (законы, постановления, указы), затем приводятся литературные источники, учебники, журналы, после этого – материалы ведомств, предприятий, учреждений (если были использованы), сайты. 1.2 Графическая часть Чертежи (схемы) выполняют на бумажном носителе. Форматы листов должны соответствовать ГОСТ 2.301. Листы оформляют рамкой и основной надписью. Основную надпись выполняют в соответствии с формой 3 приложения 3 и располагают на лицевой стороне, в правом нижнем углу листа. При выполнении чертежей следует руководствоваться требованиями соответствующих стандартов ЕСКД. Надписи на чертежах выполняют стандартным чертежным шрифтом по ГОСТ 2.304. Примеры оформления графической части приведены в Приложениях 4-5. 1.3 Требования к обозначению проектов Пояснительной записке и графическому материалу курсового проекта присваивают буквенно-цифровое обозначение. При этом в структуре буквенно-цифрового обозначения нужно указать сокращенное наименование выполненной работы и, через короткое тире, код специальности. Буквенно-цифровое обозначение указывают в графе 2 основной надписи (приложение 3) на каждом листе пояснительной записки и графического материала. Пример – Буквенно-цифровое обозначение пояснительной записки: АККП–210203 00100.000 ПЗ где АК – Аэрокосмический колледж; КП – сокращенное наименование курсового проекта; 210203 – код специальности; 001 – номер обучающегося по списку тем КП; 00 – номер листа; 000 – номер детали; ПЗ – код документа. Пример – Буквенно-цифровое обозначение чертежа: АККП–210203 00101.000 ВО Коды документов: ПЗ – пояснительная записка; ВО – чертеж общего вида; СБ – сборочный чертеж. Предварительный расчет На стадии предварительного расчета осуществляется первичная обработка исходных данных с целью получения традиционных параметров, используемых при расчете центро-бежных компрессоров. На основании температур кипения и конденсации на lg p-i диаграмме хладагента по стандартной методике строится цикл работы холодильной установки, включающей в себя рассчитываемый компрессор. По данным диаграммы определяются следующие данные: Начальное давление pн , МПа, соответствующее давлению кипения. Конечное давление pк , МПа, соответствующее давлению конденсации. Энтальпии хладагента на выходе из испарителя i1 и на входе в испаритель i4 . Определяем степень повышения давления К pк  pн.Определяем расход хладагента m Q  i1i4.Для заданного хладагента согласно таблице 1 определяем показатель изоэнтропы k и изобарную теплоемкость cp , Дж/(кг·К). Таблица 1 Характеристики рабочего тела
Дальнейшие исходные данные определяем по диаграмме, построенной в программе CoolPack По данным диаграммы определим следующие данные: Начальное давление  = 105000Па, соответствующее давлению кипения.Конечное давление  = 911600 Па, соответствующее давлению конденсации.Энтальпии рабочего тела на выходе из испарителя  и на входе в испаритель  .Определяем степень повышения давления:  (2.1)Определяем расход хладагента:  (2.2)Показатель изоэнтропыk = 1,38и изобарная теплоемкость  = 864Дж/(кг ·К).Определяем изохорную теплоемкость хладагента, Дж/(кг ·К):  (2.3)Определяем газовую постоянную хладагента:  (2.4) Используя данные, полученные на стадии предварительного расчета, приступаем к основному расчет. |