Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Расчёт параметров пара в канале соплового аппарата и угла

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный технологический

Университет растительных полимеров»

Кафедра: «Теплосиловые установки и тепловые двигатели»

Дисциплина: «Нагнетатели и тепловые двигатели»

Расчетно-графическая работа №1

Тема: «Определение параметров пара в канале соплового аппарата и угла отклонения потока пара в косом срезе»

Выполнил: студент Полищук К.С., группа 431

Проверил: доцент Коновалов П.Н.

Санкт-Петербург

2015 г.

Определение параметров пара в канале соплового аппарата и угла

Отклонения потока пара в косом срезе.

Исходные данные:

1. Давление пара на входе в межлопаточный канал соплового аппарата – Р₀= 1,0 МПа.

2. Температура пара на входе в межлопаточный канал соплового аппарата– t₀= 370 ⁰C.

3. Давление пара за косым срезом канала соплового аппарата – P₁= 0,4 МПа.

4. Расход пара через канал соплового аппарата – G = 2,5 кг/с.

5. Шаг сопловой решетки – t_c= 30 мм.

6. Эффективный угол выхода потока пара из канала соплового аппарата – α_1э= 11 град.

7. Абсолютная скорость потока пара на входе в канал соплового аппарата – С₀= 60 м/с.

8. Коэффициент скорости в канале соплового аппарата – φ = 0,95

Расчёт параметров пара в канале соплового аппарата и угла

отклонения потока пара в косом срезе:

1. Энтальпия пара на входе в сопловый аппарат (Определяется по Р₀, t₀(диаграмма h-s))

h₀= 3200кДж/кг.

2. Энтальпия пара на входе в сопловый аппарат по заторможенным параметрам

h₀^*= h₀ + С₀²/2000 = 3200 + 60²/2000 = 3202 кДж/кг.

3. Энтальпия пара на выходе из соплового аппарата в конце изоэнтропного процесса расширения (Определяется по P₁ и энтропии s₀(диаграмма h-s))

h_1t= 2959 кДж/кг.

4. Располагаемый теплоперепад в канале соплового аппарата

h_0с = h₀ – h₁_t = 3200 – 2959 = 241 кДж/кг.

5. Полный располагаемый теплоперепад в канале соплового аппарата

h_0с^*= h₀^* - h₁_t = 3202 – 2959 = 243 кДж/кг.

6. Теоретическая абсолютная скорость потока пара на выходе из канала

С₁_t = (2000 ∙ h_0с^*)^1/2 = (2000 ∙ 243)^1/2 = 697 м/с.

7. Действительная абсолютная скорость потока пара на выходе из канала

С₁ = С₁_t ∙ φ = 697 ∙ 0,95 = 662 м/с.

8. Потери энергии в каналах соплового аппарата

∆h_с= (С₁_t²/2000) ∙ (1 – φ²) = (662²/2000) ∙ (1 – 0,95²) = 21,4 кДж/кг.

9. Энтальпия пара на выходе из соплового аппарата в конце действительного процесса расширения

h₁= h₁_t + ∆h_с= 2959 + 21,4 = 2980,4 кДж/кг.

10. Удельный объем пара в начале процесса расширения (Определяется по Р₀, t₀(диаграмма h-s))

v₀ = 0,2922 м³/кг.

11. Плотность пара в начале процесса расширения

ρ₀ = 1/ v₀= 1/0,2922 = 3,42 кг/м³.

12. Давление пара на входе в межлопаточный канал соплового аппарата по заторможенным параметрам

Р₀^* = Р₀ + ρ₀ ∙ (С₀²/2∙10⁶) = 1,0 + 3,42 ∙ (60²/2∙10⁶) = 1,006 МПа.

13. Удельный объем пара в конце действительного процесса расширения (Определяется по Р₁и энтропии s₀(диаграмма h-s))

v₁_t= 0,5920 м³/кг.

14. Удельный объем пара в конце действительного процесса расширения (Определяется по Р₁и энтропии s₁(диаграмма h-s))

v₁ = 0,6044 м³/кг.

15. Критическое отношение давлений

ε_кр= (2/(k + 1))^k/(k-1) = (2/(1,3 + 1))^1,3^/(^1,3^-1)= 0,5457

16. Критическое давление пара в сечении АВ

Р_кр= Р₀^* ∙ ε_кр = 1,006 ∙ 0,5457 = 0,549 МПа

17. Предельное отношение давлений

ε_пр = ε_кр ∙ (sinα₁_э)^2k/(k+1) = 0,5457 ∙ (sin11)^{2∙1,3/(1,3+1)} = 0,0839

18. Предельное значение давления пара в сечении АС

Р_1пр= Р₀^* ∙ ε_пр = 1,006 ∙ 0,0839 = 0,0844 МПа

19. Давление пара за косым срезом Р₁≠Р_кр δ≠0

20. Энтальпия пара в сечении АВ при критическом давлении Р_кр (Определяется по Р_кри энтропии s₀)

h_кр = 3037 кДж/кг

21. Удельный объем пара в сечении АВ при критическом давлении Р_кр (Определяется по Р_кри энтропии s₀)

v_кр = 0,464 м³/кг

22. Скорость потока пара в сечении АВ при критическом давлении Р_кр

С_кр= (2000 ∙ (h₀^* - h_кр))^1/2 = (2000 ∙ (3202 - 3037))^1/2= 574,5 м/с

23. Синус угла выхода потока пара из канала α₁

sin α₁ = (С_кр/ С₁_t)∙ (v₁_t/ v_кр)∙sin α_1э = (574,5/ 697)∙ (0,5920 / 0,464)∙sin 11 = 0,2

24. Угол выхода потока пара из канала α₁

α₁ = arcsin((С_кр/ С₁_t)∙ (v₁_t/ v_кр)∙sin α_1э) = 11,54 град

25. Угол отклонения потока пара в косом срезе

δ = α₁ - α_1э = 11,54 – 11 = 0,54 град

26. Высота (длина) сопловой лопатки

l_c = G ∙ v₁/(C₁∙t_c∙sin α₁) = 2,5 ∙0,6044 /(662 ∙0,03∙sin11,54)= 0,38 м.

α₁

α₁_э

P_кр

P₀

P₁

t_c

Решетка профилей лопаток соплового аппарата в плоскости u-a