Проектування парової турбіни (стр. 3 из 16)

Ця точка і є точкою початку процесу розширення в ступенях тиску на номінальному режимі роботи турбіни.

1.1.3 Розрахунок ступенів тиску

Оскільки проектування в бакалаврському проекті ведеться на базі турбіни-прототипу, то при розподілі теплоперепаду по ступенях середні діаметри й висоти лопаток на першому етапі розрахунку приймаються такими, як у турбіні-прототипі.

Спочатку визначаємо ступінь реактивності на середньому радіусі ступеня по залежності, отриманої для закону закручення соплового апарата

Коренева реактивність приймається в інтервалі

, причому менші значення відповідають коротким лопаткам, а більші — довгим. Значення кута приймається в діапазоні від 10 до 20° з аналогічною зміною по проточній частині.

Знаходимо значення

залежно від :

,

тут

0,97.

По відношенню

й окружній швидкості , обчислюємо швидкість , :

,

і розташовуваний теплоперепад ентальпії на ступінь по загальмованих параметрах

, :

Значення адіабатичного перепаду ентальпій на ступінь менше, ніж розташовуваний на величину, еквівалентну енергії з вихідною швидкістю попереднього ступеня

, :

Коефіцієнт втрат з вихідною швидкістю

для активних ступенів можна прийняти рівним .

У загальному випадку

Тут

- коефіцієнт використання вихідної швидкості. Він залежить від конструктивних особливостей проточної частини. Для першого ступеня відсіку , для післявідбірних ступенів і тільки для ступенів, розташованих безпосередньо один за одним можна прийняти .

Тоді

,

де

- розташовуваний теплоперепад попереднього ступеня.

Сума адіабатичних теплоперепадів становить теплоперепад у проточній частині ступенів тиску:

З іншого боку, розташовуваний теплоперепад на ступені тиску може бути визначений за допомогою коефіцієнта повернення теплоти

:

,

,

де

- ізоентропний теплоперепад ступенів тиску (див. рис. 2.1), ,

- число ступенів тиску,

0.85,

в області перегрітої пари.

Якщо сума адіабатичних перепадів на ступені не дорівнює тепло перепаду, що мається у розпорядженні, визначеному за коефіцієнтом повернення тепла, то варто ввести корективи в проточну частину машини. Якщо різниця

порівняно з теплоперепадом на ступінь, то можна змінити число ступенів, якщо вона менше, те можна змінити або відношення

, або діаметри ступенів (однієї або групи).

Домігшись дотримання рівності

починаємо будувати процес розширення в ступенях тиску в діаграмі. Для цього спочатку будуємо наближену політропу розширення, з'єднуючи прямою точку із точкою яка визначає параметри пари за турбіною. Починаючи з першого ступеня, послідовно для кожного із ступенів знаходимо статичний тиск за ступенем й інші параметри стану пари. Для цього визначаємо ентальпію за ступенем як різницю ентальпії перед ступенем й її адіабатичним перепадом:

,

.

а в точці перетинання відповідної ізобари й політропи розширення в турбіні всі інші параметри за щаблем -

(рис 2.2).

Результати розрахунку зводимо в таблицю 2.1.

Параметр	Номер ступеня
	2	3	4	5	6
Середній діаметр Dср, м	873	876	880	884	890
Кореневий діаметр Dк, м	844	844	844	844	844
Коренева степінь реактивності ρк	0,05	0,055	0,06	0,065	0,07
Коефіцієнт швидкості сопів φ	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97
Кут виходу пари із сопел α1ср, град	10	10,5	11	11,5	12
Степінь реактивності на середньому діаметрі ρср	0,107	0,117	0,129	0,140	0,155
Відношення U/Cф	0,486	0,488	0,491	0,494	0,497
Окружна швидкість U, м/с	164,47	165,03	165,79	166,546	167,67
Швидкість Сф, м/с	338,15	337,88	337,66	337,475	337,37
Перепад по загальмованих параметрах h0*,кДж/кг	57,175	57,082	57,008	56,945	56,911
Коеф. використання вихідної швидкості γ	0	0	1	0	1
Адіабатичний перепад на ступінь h0, кДж/кг	57,175	57,082	53,012	56,945	52,924

Параметр	Номер ступеня
	7	8	9	10	11
Середній діаметр Dср, м	922	930	936	950	988
Кореневий діаметр Dк, м	902	902	902	902	928
Коренева степінь реактивності ρк	0,075	0,08	0,085	0,09	0,095
Коефіцієнт швидкості сопів φ	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97
Кут виходу пари із сопел α1ср, град	12,5	13	13,5	14	14,5
Степінь реактивності на середньому діаметрі ρср	0,111	0,129	0,143	0,170	0,190
Відношення U/Cф	0,483	0,487	0,491	0,498	0,503
Окружна швидкість U, м/с	173,705	175,212	176,34	178,98	186,139
Швидкість Сф, м/с	359,560	359,537	359,50	359,75	370,337
Перепад по загальмованих параметрах h0*,кДж/кг	64,642	64,633	64,621	64,713	68,575
Коеф. використання вихідної швидкості γ	0	1	0	1	0
Адіабатичний перепад на ступінь h0, кДж/кг	64,642	60,108	64,621	60,189	68,575

Параметр	Номер ступеня
	12	13	14	15	16	17
Середній діаметр Dср, м	1036	1102	1171	1258	1316	1374
Кореневий діаметр Dк, м	955	982	1013	1024	1024	1024
Коренева степінь реактивності ρк	0,1	0,105	0,11	0,115	0,12	0,125
Коефіцієнт швидкості сопів φ	0,97	0,97	0,97	0,97	0,97
Кут виходу пари із сопел α1ср, град	15	15,5	16	16,5	17	17,5
Степінь реактивності на середньому діаметрі ρср	0,220	0,268	0,308	0,380	0,429	0,471
Відношення U/Cф	0,511	0,527	0,542	0,572	0,595	0,617
Окружна швидкість U, м/с	195,18	207,61	220,61	237,007	247,93	258,86
Швидкість Сф, м/с	381,66	393,68	407,37	414,610	417,01	419,57
Перепад по загальмованих параметрах h0*,кДж/кг	72,834	77,493	82,978	85,951	86,949	88,020
Коеф. використання вихідної швидкості γ	1	1	0	0	0	0
Адіабатичний перепад на ступінь h0, кДж/кг	68,033	72,395	82,978	85,951	86,949	88,020