ГТУ36000. Расчет турбины гту
 Скачать 2.35 Mb.
|
|
3. Расчет компрессора ГТУ Для определения параметров воздуха перед первой и за последней ступенями необходимо задаться значениями скоростей в соответствии с рекомендациями, представленными в таблице 4.1. Таблица 4.1. Рекомендуемые параметры при расчете компрессора
Значения с1 и сz принимаются ориентировочно и в дальнейшем уточняются. Определяется плотность воздуха перед компрессором по параметрам торможения  = =1,226 кг/м (4.1)Находится потеря давления торможения во входном патрубке   =919,61 Па (4.2)Давление торможения перед первой ступенью  =1,01 10 -919,6=100080,4 Па (4.3)Определяется температура, давление и плотность воздуха перед первой ступенью  =280,9 К (4.4) =91707,82 Па (4.5) =1,14 кг/м (4.6)Находится объемный расход воздуха через первую ступень  =64 м /с (4.7)Задаются значениями относительного диаметра втулки  и коэффициента расхода  в соответствии с рекомендуемыми значениями, представленными в таблице 4.1.Вычисляется окружная скорость концов рабочих лопаток  = =223 м/с (4.8)Определяется значение меридиональной проекции скорости перед первой ступенью  =223 м/с (4.9)Находятся корневой и периферийный диаметры лопаток первой ступени  =1,42 м (4.10) =1,14 м (4.11)Тогда высота рабочих лопаток первой ступени  =0,142 м (4.12)Оцениваются параметры воздуха за последней ступенью и размеры последней ступени. Вычисляется давление торможения за компрессором  =6 Па (4.13)Рассчитается располагаемый теплоперепад  =217,3 кДж/кг . (4.14)Находится температура торможения за компрессором  =537,7 К (4.15)Плотность воздуха за компрессором по параметрам торможения  =3,9 кг/см (4.16)Потеря полного давления в выходном патрубке  =9364 Па (4.17)где  - плотность воздуха за последней ступенью.Определяется давление торможения за последней ступенью  =9870+6 =6,093635 Па (4.18)Вычисляется температура и давление воздуха за последней ступенью  =531,7 Па (4.19) =4,8827 10 Па (4.20)Плотность воздуха за последней ступенью  =3,827 кг/см (4.21)С целью уменьшения числа ступеней предлагается принять периферийный диаметр рабочих лопаток постоянным. Диаметр корневых сечений лопаток последней ступени находится с помощью уравнения неразрывности:  =1,34 м (4.22)Высота лопаток последней ступени  =0,04 м=40 мм (4.23)Далее оценивается число ступеней. Определяется действительный теплоперепад в компрессоре  =252,7 кДж/кг (4.24)Рассчитываются значения угловых скоростей для корневых сечений лопаток первой и последней ступени  =178,4 м/с (4.25) =211 м/с (4.26)Находится теплоперепад первой и последней ступеней  =13110 кДж/кг (4.28) =19412 кДж/кг (4.29)Подсчитывается средний теплоперепад ступеней  =16261 кДж/кг (4.30)Число ступеней определяется по формуле  =15,54 15 (4.31)Производится расчет первой ступени. Окружные проекции скорости определяются из условия  , что обеспечит почти постоянную по высоте лопаток меридиональную проекцию скорости c1s. С целью снижения чисел Маха предлагается ввести предварительную закрутку потока перед рабочим колесом в сторону вращения. Величина c1uк (в корневом сечении лопаток) определяется из условия обеспечения требуемого теплоперепада H1. Назначают максимальное значение c2uк = u1к. = 104,9 м/с (4.32)Определяется степень реактивности  =0,206 (4.33)Степень реактивности на периферии рабочих лопаток  =0,6102 (4.34)Находится значение среднего квадратичного диаметра  =1,286 м (4.35)Меридиональная проекция скорости принимается постоянной, то есть c3s = c2s = c1s. Рассчитываются треугольники скоростей на среднем диаметре  =92,69 м/с (4.36) =1,039 3,14 50=201,94 м/с (4.37) =157,61 м/с (4.38) =92,69 м/с (4.39) = 45° (4.40) = 68,5° (4.41) = 35° (4.42) = 51° (4.43)Относительные шаги на среднем диаметре  и  определяются из графика (рисунок 4.1) по значениям  и  =23,5° а также  и  =16°; =1,5; =1,5. Рисунок 4.1 Для нахождения выходных углов лопаток принимают безразмерную координату  (см. таблицу 4.1) и находят значение коэффициента m: =0,1977 (4.44) =0,2327 (4.45)Исходя из рекомендуемых величин, назначаются углы атаки на среднем диаметре  и  . Находятся входные углы лопаток: =46° (4.46) =36° (4.47)Определяются выходные углы лопаток  =75,69° (4.48) =56,98° (4.49)Определяется проекция абсолютной скорости на окружное направление для периферийного сечения  =67,3 0,756/1,26=83,93 м/с (4.50)Вычисляется относительная скорость в периферийном сечении  =234,8 м/с (4.51)Находится скорость звука по температуре воздуха перед первой ступенью  =323,2 м/с (4.52)где k - показатель адиабаты воздуха. Определяется число Маха в периферийном сечении  =0,73 (4.53)Полученное число Маха сравнивается с допустимым, то есть проверяется соответствие следующему условию:  . (4.53)Литература 1. «Турбины тепловых и атомных электрических станций»: Учебник для вузов.-2-е изд., перераб. и доп./ А.Г. Костюк, В.В. Фролов, А.Е. Булкин, А.Д. Трухний; Под ред. А.Г. Костюк, В.В. Фролов. - М.: Издательство МЭИ, 2001. 2. «Газотурбинные установки. Конструкции и расчет»: Справочное пособие/ Под общ. ред. Л.В. Арсеньева и В.Г. Тырышкина, - Л.: Машиностроение,1978. 3. «Газотурбинные установки. Атлас конструкций и схем»: Учебное пособие для вузов. Под редакцией акад. АН УССР Л.А. Шубенко-Шубина. - М.: Машиностроение,1976. 4. «Тепловой расчет паровой турбины», метод. указания, А.Н. Кудряшов, А.Г. Фролов, 2-изд., дополн. и перераб. - Иркутск, 1997. 5. «Стационарные паровые турбины», А.Д. Трухний, 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990. |