Нагнетатели и тепловые двигатели

• Название: Нагнетатели и тепловые двигатели
• Дата: 18.06.2022
• Размер: 168.86 Kb.
• Имя файла: 28_Lysokon_Kursovaya_rabota.docx
• Тип: Пояснительная записка; #601359
• страница: 3 из 4

Определение КПД на окружности колеса турбины по балансу потерь

Вычисляется КПД на окружности колеса турбины по тепловым потерям:



Расхождение значений КПД, подсчитанных по формуле (7.7) и по уравнению (7.11), не должно превышать 2 %.

5. Построение графика теплового процесса в h, s - диаграмме

График необходимо построить в масштабе. Процесс адиабатного расши­рения пара представлен на рис.7.5: 1 - 2 - процесс адиабатного расширения пара в сопле; 1 - 3 - процесс политропного расширения пара в сопле; точка 4 характеризует параметры пара при выходе из рабочего колеса турбины.

Состояние влажного водяного пара определяется давлением р или температурой t и степенью сухости х, которая в котлах достигает значения 0,9 - 0,96. Удельный объем пара v_х можно рассчитать по формуле, м³/кг:

v_х = v’’*x

где и'' - удельный объем сухого насыщенного пара, м³/кг.

Целесообразно определять удельный объем перегретого пара в зависимости от р и t по таблице перегретого водяного пара [3, прил. 6], а в области влажного пара - по формуле (7.12).



Рисунок 7.5. – h,s-диаграмма расширения пара


Для перегретого пара (k = 1,3) критическое отношение давлений равно 0,546 и обозначается _кр. Если отношение давлений < _кр, то необходимо применить расширяющиеся сопла Лаваля.

Вычисляется площадь минимального сечения одного сопла:



где M - расход пара, кг/с; P₁ - давление пара перед соплами, Н/м²; v₁ - удель­ный объем пара перед соплами, м³/кг, определяется по й,з-диаграмме для водяного пара (см. рис.7.5, точка 1)

Для определения М необходимо предварительно задаться значением от­носительного эффективного КПД турбины р_0е. Известно, что

(7.14)

где р₀₁ - внутренний относительный (индикаторный) КПД.

Значение _0i отличается от значения КПД по окружности колеса _и с учетом потерь от трения и вентиляции, утечек и влажности пара, которые в сумме для рассматриваемого типа и параметров турбин составляют 6 - 10 %. Полагая различие в _и и _0i равным 0,92, получим выражение для оценки р'_0е:

(7.15)

соответственно

(7.16)

Вычисляется площадь выходного сечения в плоскости, перпендикуляр­ной направлению потока:

(7.17)

где v₃ - удельный объем пара при выходе из сопл (см. рис. 7.5, точка 3); значе­ние v₃ находим на пересечении линий h₃ = h_a + h_c = 2633,5 кДж/кг и Р_к= 0,1 МПа

Если отдельное сопло в сечении А - А (рис.7.6) имеет ширину В, равную l_c (l_c - высота сопла), то площадь выходного сечения каждого сопла рассчиты­вается по формуле:

(7.18)

Минимальная высота сопла принимается равной 8 - 12 мм.

Число сопл

(7.19)

После округления значения z до целого числа и уточнения размера b шаг сопл вычисляется по уравнению, мм:


(7.20)


причем размер s (рис. 7.6, б) берется равным 4 - 5 мм, t_c принимают равным 30 - 50 мм. Изменяя величину B, можно получить значение t_c в приведенном интервале. Кроме того, следует вычислить значение коэффициента стеснения (обычно т_с = 0,72 - 0,88):

(7.21)

После окончательного уточнения числа сопл z, шага t_c и ширины b вы­числяется ширина сопла в минимальном сечении (см. рис.7.6), мм:

B_min = f_min/l_cz= 0,00542/(0,01*13) = 0,0417 м = 4,17 мм (7.22)

Длина расширяющейся части сопла, мм,

= , (7.23)

где у = 6 - 12 ° - угол расширения сопла.

Степень парциальности ступени

. (7.24)

Высота лопатки рабочего колеса при входе, мм,

l_л1 = l_c + (1,5…3) = 10+2 = 12 мм. (7.25)

Выходная высота лопатки рабочего колеса, мм,


(7.26)


где т_л = 0,9; v₅ - удельный объем пара при выходе из сопл, м³/кг, определяется по h s-диаграмме для водяного пара (см. рис.7.5).

Внутренний радиус кривизны лопаток r принимается равным 10 мм, внешний r₁ - 5 мм (см. рис. 7.6, б).

Толщина кромки лопаток рабочего колеса s₁ = s₂ = 1 мм.

Внутренний радиус кривизны лопаток r принимается равным 10 мм, внешний r₁ - 5 мм (см. рис. 7.6, б).

Ширина лопатки рабочего колеса, мм,



где:



Шаг лопаток рабочего колеса «в свету», мм




а)



б)

Рисунк 7.6. – схема проточной части (а) и профилей решеток турбинной ступени (б).

Толщина кромки лопаток рабочего колеса s₁ = s₂ = 1 мм.

Шаг лопаток рабочего колеса, мм,



Число лопаток рабочего колеса



Полученное значение z округляется до целого числа и затем уточняется шаг 1_л1.