Тепловой расчет промежуточной ступени (стр. 1 из 2)
Министерство образования и науки РФ
Федеральное агентство по образованию
Иркутский государственный технический университет
Кафедра теплоэнергетики
"Тепловой расчет промежуточной ступени"
Выполнил: студент
гр. ТЭ-07
Маналжав. Н.
Проверил:
доцент кафедры ТЭ
Фролов.А.Г
Иркутск 2010г
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Задание
Исходные данные
1.Процесс расширения пара в турбинной ступени
2.Построение треугольники скоростей
3.Расчет потери теплоперепада
4.Выбортип профиля сопловой и рабочей решетек
5.Расчет размеров сопловых и рабочих решетек
6. Расчет относительный лопаточный КПД
Заключение
Список использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ
Большое развитие энергетики и в частности турбостроения требует широкого круга инженеров-конструкторов, монтажников, наладчиков и эксплуатационного персонала электростанций, глубокого понимания процессов, проходящих в турбине при различных режимах работы, хорошего знания конструкции ее деталей и узлов, безукоризненного знания и понимания существа правил и инструкций по эксплуатации.
Производство электроэнергии в нашей стране в частности осуществляется на тепловых электрических станциях – крупных промышленных предприятиях, на которых тепловая энергия органического топлива посредством котла, турбины и генератора преобразуется в электрический ток. Неотъемлемым элементом электростанции является паротурбинный агрегат, - совокупность паровой турбины и генератора – электрической машины, преобразующей механическую энергию вращения ротора в электрический ток. В свою очередь турбина – это машина, в которой потенциальная энергия рабочего тела (пара) преобразуется в механическую энергию вращения ротора турбины.
ЗАДАНИЕ
1. Построить процесс расширения пара в сопловой и рабочей лопатках в ступени.
2. Построить треугольники скоростей на входе и выходе из рабочих лопаток.
3. Определить углы входа и выхода пара сопловых и рабочих лопаток.
4. По углам входа и выхода выбрать тип профиля сопловой и рабочей решетек.
5. В соответствий с выбранными профилями определить число рабочих и сопловых лопаток решетки.
6. Определить эффективность турбинной ступени из треугольники скоростей и по балансу потерь энергии.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Расход пара G0=65кг/с
Частота вращения ротора n= 50 об/с
Начальное давление пара Р0=4,0МПа
Давление за рабочей решетки P2=3,6МПа
Начальная температура пара t0=4100C
Начальная скорость потока С0=70м/с
Степень реактивности
Коэффициент скорости сопловой решетки
Коэффициент скорости рабочей решетки
Коэффициент расхода сопловой решетки μ1= 0,95
Коэффициент расхода рабочей решетки μ2= 0,93
1. Процесс расширения пара в турбинной ступени
Рис.1. Процесс расширение пара в сопловой решетке
Определяем начальные параметры пара перед сопловым аппаратом из h,s диаграмма:приP0=4,0МПаиt0=410°C, h0=3240кДж/кг
Напишем уравнение сохранения энергии для точки 0,
: 
Из уравнения сохранения энергии определяем энтальпия пара в точке торможения:
При известной энтальпии находим остальные параметры пара в точке торможенияпри
, 
Чтобы определить параметры пара перед и после рабочей решетки построим процесс рашсширения в h,s диаграмме.
Рис.2. Процесс расширения пара в турбинной ступени
Определяем конечные параметры пара после рабочей решетки из h,s диаграмма:приP2t’=3,6МПаи t2t’=393°C, h2t’=3208кДж/кг
Теперь мы можем найти изоэнтропийный теплоперепад энтальпий:
Изоэнтропийный перепад энтальпий, срабатываемый в сопловой решетке
Тогда энтальпия в точке 1t составляет
Изоэнтропийный перепад энтальпий, срабатываемый в сопловой решетке
2. Построение треугольников скоростей
Принимаем средный диаметр регулирующей ступени равномуdср=0,8м
Тогда окружная скорость на среднем диаметру составляет
Отношение скорости U/Cуравняется
где
- условная скорость, рассчитанная по изоэтропийному перепаду энтальпий на ступень.Рассчитанное отношение скорости входит в диапазон
, в котором находится максимальное значение ηoi для одновенечной ступени.Теоретическая скорость истечения пара в сопловой решетке
Действительная скорость истечения пара в сопловой решетке
Построим треугольник скоростей для сопловой решетки. Принимаем угол выхода потока из сопловой решетки α1=14°.
Рис.2. Треугольник скоростей сопловой решетки.
По треугольнику скоростей определили относительную скорость сопловой решетки W1=123,5м/с и угол входа потока в рабочую решетку β=28°С.
Проверим эти значения расчетным путем. Относительная скорость пара на входе в рабочую решетку равна
Угол входа потока в рабочую решетку
Теоретическая относительная скорость пара на выходе из рабочей решетки
Действительная относительная скорость потока на выходе из рабочей решетки
Угол выхода потока пара из рабочей решетки
Действительная скорость на выходе из рабочей решетки
Угол входа потока в сопловую решетку второй ступени
Достроим треугольник скоростей
Рис.3 Треугольники скоростей сопловой и рабочей решеток
3. Расчет потери теплоперепада
Потеря теплоперепада в сопловой решетке составляет
Энтальпия пара после действительного расширения в сопловой решетке
Потеря теплоперепада в рабочей решетке составляет
Потеря с выходной скоростью в камере регулирующей ступени
Суммарная потеря составляет
4. Выбортип профиля сопловой и рабочей решетки
Выбор профиля сопловой решетки
Теоретический удельный объем после расширения в сопловой решетке
по давлению р1=3,7МПа и энтальпии h1t=3210,88кДж/кг.Для подбора сопловой решетки исходными параметрами являются углы входа, выхода потока пара (α1и α2) и также число МахаMC1. Число Маха составляет
где
-скорость звука в среде; k – показатель изоэнтропы (для перегретого пара k=1,3-1,34).Выбираем профиль по /1/ С-90-15А
Хорда профиля
Шаг решетки
Площадь выходного сечения сопловой решетки
Высота лопаток
