V . Детальный расчет первой ступени ЦВД.

 

1. Степень реакции по среднему диаметру:

 

r_ср1 =

 

2. Изоэнтропный теплоперепад в сопловой решетке:

 

h_ос = (1 - r) * h₀ = (1-0,024) *93,05 = 90,82 КДж/кг.

3. Энтальпия пара за сопловой решеткой:

 

h_c = h₀ – h_oc = 2725 – 90,82= 2634,18 КДж/кг.

4. По h,s-диаграмме определим параметры пара:

u_1t = 0,046 м³/кг, Р₁ = 4,3 МПа.

5. Теоретическая скорость пара на выходе из сопловой решетки:

 

6. Выходная площадь сопловой решетки:

 

 

m₁ = 0,97 – коэффициент расхода.

7. Высота сопловой решетки:                                                                                                     l₁ =

8. Число Маха:

M_1t =

 

к = 1,35 – показатель адиабаты пара.

 

9. По значениям M_1t и a_1э из атласа профилей выбираем профиль сопловой решетки:          

С-90-09-А;            t = 0,78;     b₁ = 6,06 см

10. Число лопаток:

Z =

11. Коэффициент скорости сопловой решетки:

j = 0,97 (рис. 2.29а [2]).

12. Построим входной треугольник скоростей (см. рис 2):

С₁ = j * С_1t  =0,97*426,2=413,4 м/с

U = p * d *n =3,14*1,3*50=204,1 м/с

13. По треугольнику скоростей определяем относительную скорость входа в рабочую решетку и угол направления этой скорости: 

w₁ = 213 м/с;                    b₁ = 22°.

14. Потери энергии при обтекании сопловой решетки:

 

15. Изоэнтропный теплоперепад в рабочей решетке:

 

h_ор = r * h_о1 = 0,024 * 93,05 = 2,23 кДж/кг

16. Энтальпия пара в конце изо энтропного расширения:

 

h_р = h_с + Dh_c - h_ор = 2634,18 + 5,4 – 2,23 = 2637,35 кДж/кг

17. Параметры пара за рабочей решеткой по h,s-диаграмме:

u_2t = 0,046 м³/кг, Р₂ = 4,3 МПа.

 

18. Теоретическая относительная скоорость выхода пара из рабочей решетки:

w_2t =

           

19. Площадь рабочей решетки:

20. Высота рабочей лопатки:

l₂ = l₁ + D = 0,011 + 0,003 = 0,0113 м

21. Эффективный угол выхода пара из рабочей решетки:

; èb_2э = 18,1°.

 

 

22. Число Маха:

M_2t =

 

23. По значениям M_2t и b_2э из атласа профилей выбираем профиль рабочей лопатки:  

Р-26-17-А;            t = 0,65;     b₁ = 2,576 см

 

24. Число лопаток:

Z₂ =

25. Коэффициент скорости в рабочей решетке:

y= 0,945 (рис. 2.29а [2]).

26. Построим выходной треугольник скоростей (см. рис 2).

По треугольнику скоростей определяем относительную скорость на выходе из рабочей решетки и угол направления этой скорости:

w₂ = y * w_2t = 0,945 * 223,2 = 210,9 м/с;

sin b₂ = sin b_2э * (m₂ / y) = sin18,1*(0,94/0,945)= 0,309,

b₂»18        °

 

27. Из выходного треугольника скоростей находим абсолютную скорость выхода пара из ступени и выход ее направления:

С₂ = 71 м/с,                 a₂ = 94°.

28. Потери при обтекании рабочей решетки:

 

29. Потери с выходной скоростью:

30. Располагаемая энергия ступени:

E₀ = h – x_в.с. * Dh_в.с. = 93,05 – 2,52 = 90,53;

x_в.с. =1 – с учетом полного использования С₂.

31. Относительный лопаточный КПД: 

, и проверяем

 

Расхождение между КПД, подсчитанным по разным формулам, незначительно.

32. Относительные потери от утечек через диафрагменные уплотнения подсчитываются для последующих ступеней:

  , где

       К_y – поправочный коэффициент ступенчатого уплотнения;

М_y – коэффициент расхода уплотнения (рис. 3.34 [1]);

Z_y – число гребней диафрагменного уплотнения;

m₁ – коэффициент расхода сопловой решетки;

F₁ – выходная площадь сопловой решетки;

F_y = p * d_y * d_y – площадь проходного сечения;

d_y – диаметр уплотнения;

d_y – радиальный зазор.

 

33. Относительные потери утечек через бандажные уплотнения:

 

x_y^d =      ,где

 

d_n = d₁ + l₂ = 1,3 + 0,018 =1,318 - диаметр по периферии;

d_э – эквивалентный зазор,   d_э = ,где

d_а = 1 мм – осевой зазор лопаточного бандажа;

d_z = 1 мм – радиальный зазор;

z_r = 2 – число гребней в надбандажном уплотнении.

 

             d_э =

 

x_y^d =

34. Абсолютные потери от утечек через уплотнения ступени:

Dh_у =x_у^d * Е₀=0,045*90,46= 4,034кДж/кг                                                                              

35. Относительные потери на трение:

x_тр =        ,где

К_тр = (0,45¸0,8)*10^-3 – зависит от режима течения.

x_тр =

36. Абсолютные потери на трение:

Dh_тр =x_тр * Е₀= 0,0108*90,46 = 0,98 кДж/кг                                                                     

37. Относительные потери от влажности:

x_вл =    , где

y₀ = 0,5 % - степень влажности перед ступенью;

y₂ = 7,5 % - степень влажности после ступени;

x_вл =2*0,5[0,9*0,005+0,35((0,075-0,005)]=0,029

38. Абсолютные потери от влажности:

Dh_вл =x_вл * Е₀= 0,029 *90,46= 2,623 кДж/кг   

39. Используемый теплоперепад ступени:

h_i = E₀ - Dh_c - Dh_p - Dh_в.с. - Dh_y - Dh_тр - Dh_вл =

= 90,46 – 5,4 – 2,66 – 2,52 – 4,034 – 0,98 – 2,623 = 72,24 кДж/кг

 

 

40. Внутренний относительный КПД ступени:

h_oi = h_i / E₀ = 72,24 / 90,46 = 0,8                                  

41. Внутренняя мощность ступени:

N_i = G_i * h_i = 65,18 * 72,24 = 4708,6 КВт.                       

 

 

 

Список используемой литературы:

1. «Тепловой расчет паровой турбины» Методические указания по курсовому проектированию. М.:МГОУ, 1994г.

 

2. Яблоков Л.Д., Логинов И.Г. «Паровые и газовые турбоустановки», 1988г.

 

3. Щегляев А.В. «Паровые турбины», 1976 г.

 

4. Теплофизические свойства воды и водяного пара п/р Ривкина, Александрова, 1980г.

 

 

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: