Тепловой расчет паровой многоступенчатой противодавленческой турбины

• Название: Тепловой расчет паровой многоступенчатой противодавленческой турбины
• Дата: 27.12.2021
• Размер: 0.75 Mb.
• Имя файла: kdv-3.docx
• Тип: Курсовая; #319441
• страница: 6 из 6

Уточненная выходная площадь межлопаточных каналов соплового аппарата

= = 0,0617 м²

Уточненная длина сопловой лопатки

= = 0,08702 м

Коэффициент динамической вязкости пара

=20,5·10^-6 кг/(м·с)

Число Рейнольдса

= =2,46775·10⁶



Поправка на влияние числа не вносится (режимы работы решетки в области автомодельности), КПД не меняется

Отношение среднего диаметра к высоте лопатки

= = 11,522

Уточненный коэффициент скорости в сопловом аппарате

для и

=0,9773-1,196·10^-2·0,5681= 0,975

Абсолютная скорость пара на выходе из соплового аппарата

= ·0,975= 337,14 м/с

Относительная скорость пара на входе в рабочую решетку

=

= 165,386 м/с

Тангенс угла входа пара в рабочую решетку

= = 0,4435

Угол входа пара в рабочую решетку

= 23,9 °

Коэффициент потерь энергии в сопловом аппарате

=1-0,975² = 0,0493

Потери энергии в сопловом аппарате

= 59,78·0,0493=2,9476 кДж/кг

Энтальпия пара за сопловым аппаратом

= =3018,+ 2,9476 = 3021,86 кДж/кг

параметры пара за сопловым аппаратом (точка 1)

= 282,5°

= 0,342677 м³/кг

= 7,211816 кДж/(кг·К)

Располагаемый теплоперепад в рабочей решетке

=0,05·62,926= 3,1463 кДж/кг

Энтальпия пара за рабочей решеткой при изоэнтропном расширении

= 3021,86 - 3,1463 = 3018,71 кДж/кг

Параметры пара за рабочей решеткой

= 0,724032 МПа

= 280,88°

= 0,345975 м³/кг

Теоретическая относительная скорость пара на выходе из рабочей решетки

= = 203,2 м/с

Число Маха

= = 0,3561

Коэффициент расхода в рабочей решетке

=0,95

Выходная площадь межлопаточных каналов рабочей решетки

= = 0,10905 м²

Перекрыша

=0,0035 м

Длина рабочей лопатки

=0,087+0,0035= 0,0905 м

Синус угла выхода потока пара из рабочей решетки

= = 0,38472

Угол выхода потока пара из рабочей решетки

=22,626°

Профиль лопатки рабочей решетки Р-30-21А выбирается из по ; определяются: табличные хорда

=2,34·10^-2 м, ширина решетки 2,5·10^-2м, радиус закругления выходной кромки профиля 0,02·10^-2м, момент сопротивления профиля

=0,234·10^-6м³, угол установки профиля 80°

относительный шаг решетки =0,6.

Хорда профиля рабочей лопатки

=0,031

Ширина рабочей решетки

= 2,5·10^-2 = 0,03027 м

Число рабочих лопаток

= = 170

Толщина выходной кромки профиля рабочей лопатки

= ^-2 = 4,8438·10^-4 м

Относительная толщина выходной кромки профиля рабочей лопатки

= = 0,06769

Относительная длина рабочей лопатки

= = 2,92

Относительная хорда рабочей лопатки

= = 0,342468

Угол поворота потока в рабочей решетке

=180-22,4-13,47 = 133,46°

Уточненный коэффициент расхода в рабочей решетке

Для

= =0,9557+0,533·10^-3·(145-133,46)-0,0164·0,342468=0,9572

Уточненная выходная площадь межлопаточных каналов рабочей решетки

= = 0,1089 м²

Уточненный синус угла выхода потока пара из рабочей решетки

= = 0,382

Уточненный угол выхода потока пара из рабочей решетки

= 22,45°

Коэффициент динамической вязкости пара

=21·10^-6 кг/(м·с)

Число Рейнольдса

= = 0,866997·10⁶



Поправка на влияние числа не вносится (режимы работы решетки в области автомодельности),

КПД не меняется

Отношение среднего диаметра к высоте лопатки

= = 11,076

Коэффициент скорости в рабочей решетке

=0,9387+4,5333·10^-4·(145-133,46)-(0,0183-3,65·10^-4·(145-133,46))·0,34247 = 0,95

Относительная скорость пара на выходе из рабочей решетки

= 0,95 = 193 м/с

Коэффициент потерь энергии в рабочей решетке

=1-0,95²=0,0978

Потери энергии в рабочей решетке

= 0,0978· = 2,019 кДж/кг

Абсолютная скорость пара за ступенью

= = 76,6 м/с

Тангенс угла направления абсолютной скорости за ступенью

= = 3,5267

Угол направления абсолютной скорости за ступенью

= 76,6°

Окружное усилие, действующее на рабочие лопатки

=82,3019·(187,07·cos23,9°+193·cos22,45°)= 21383,76 Н

Кольцевая площадь рабочих лопаток

=3,14·1,0026·0,0905= 0,2851 м²

Осевое усилие, действующее на рабочие лопатки

= 61,2019·(187·sin23,9-193sin22,45)+0,2851·(0,733105-0,724032)·10⁶= 2718,16 Н

Равнодействующая от окружного и осевого усилий

= = 21555,83 Н

Момент сопротивления профиля рабочей лопатки

= ^-6= 4,15·10^-7 м³

Изгибающее напряжение в рабочей лопатке

= ·10^-6= 13,87 МПа

Потери энергии с выходной скоростью

= = 2,934 кДж/кг

Относительный лопаточный КПД

=1- = 0,87445451

=179,6057·cos22,4°=165,8316 м/с

=169,6712·cos13,43°=178,1346 м/с

Относительный лопаточный КПД, выраженный через скорости

= = 0,87445451

Величина

= = =0,068%

Число Рейнольдса

= =11,23853·10⁶

Коэффициент трения диска

=7,3·10^-3

Относительные потери энергии на трение диска

=7,3·10^-3· =0,010412

Относительный внутренний КПД, выраженный через потери

=0,87445451-0,010412= 0,86404

Потери энергии на трение диска

=0,010412·62,93 = 0,655217 кДж/кг

Энтальпия пара за рабочей решеткой (в конце действительного процесса расширения, точка 2)

= 3018,71+2,019= 3020,73 кДж/кг

Параметры пара за рабочей решеткой

=281,8°

= 0,346617 м³/кг

= 7,215412 кДж/(кг·К)

Энтальпия пара за рабочей решеткой, определяющая внутренний теплоперепад (точка 2')

= 3020,73 +2,9379+0,655217 = 3024,317 кДж/кг

Внутренний теплоперепад

= 3078,69- 3024,317 = 54,37 кДж/кг

Относительный внутренний КПД

= = 0,86404

Величина

= ·100=0%

Внутренняя мощность

= 61,2019·54,37 = 3327,5984 кВт

Расчет характеристик многоступенчатой противодавленческой турбины
Коэффициент возвращенной теплоты

Относительный внутренний КПД проточной части турбины


Относительный внутренний КПД турбины





Внутренняя мощность турбины


Расчетный относительный эффективный КПД турбины


Расчетная электрическая номинальная мощность турбины


<sub>Величина .

Разница в результатах определения расчетной электрической номинальной мощности турбины лежит в рамках погрешности расчета.

Разница между заданной и расчетной электрической номинальной мощностью будет определяться следующей величиной:

.

Полученная величина ΔNэ=2,248 % не превышает значения погрешности инженерных расчетов.</sub>