Тепловой расчёт ЦВД паровой турбины
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
гулирующих клапанах степень парциональности регулирующей ступени всегда меньше единицы. Регулирующая ступень конструктивно отделена ёмкой камерой от последующих нерегулируемых ступеней. Эта камера необходима для растекания пара в окружном направлении, чтобы обеспечить подвод пара к первой нерегулируемой ступени по всей окружности без существенных аэродинамических потерь энергии.
В турбинах с дроссельным парораспределением регулирующая ступень отсутствует.
КПД регулирующей ступени зависит , главным образом , от площади проходного сечения сопловой решётки и отношения скоростей
Экономичность регулирующей ступени характеризуется внутренним относительным КПД который рассчитывается по формуле:
; где
- поправка на КПД регулирующей ступени при отклонении отношения скоростей от оптимального значения ;
- давление пара перед соплами регулирующей ступени; Па.
- объём пара перед соплами регулирующей ступени; м3/кг.(по h-s диаграмме )
- расход пара; кг/с.
- отношение окружной скорости u к фиктивной скорости определяемой из соотношения :
n - частота вращения ротора;
Диаметр регулирующей ступени принимается в пределах 0,8-1,2 м при n=50 с-1. При выполнении ротора цельнокованым средний диаметр регулирующей ступени не должен превышать 1,1 м по технологическим условиям его изготовления.
Принимаем м,
Значение оптимального отношения скоростей можно определить из условия максимума КПД по формуле:
; где
- коэффициент скорости сопловой решетки (принимается =0,96);
1э-эффективный угол выхода потока пара из сопловой решетки;
- число венцов в ступени (при одновенечной );
при расчёте можно принять следующие значения угла выхода и степени парциональности:
для одновенечной ступени значение угла выхода1э =11-140; =0,05-0,12;принимается12 и 0,1
Для регулирующей ступени из-за потерь энергии на трение диска, от утечек пара и др. отношение скоростей выбирают несколько меньшими, чем их оптимальные значения, рассчитанные по формуле:
принимаем несколько меньшим равным 0,43;
;
По графику (1,с 126) ;
При принятом м, рассчитываем теплоперепад регулирующей ступени:
; где
- коэффициент скорости сопловой решетки;
- коэффициент скорости рабочих лопаток;
- угол выхода потока пара из сопловой решетки;
- угол направления относительной скорости на входе в рабочую решётку;
- угол направления относительной скорости на выходе из рабочей решётки.
Определение размеров первой и последней нерегулируемых ступеней
В h-s диаграмме от точки, характеризующей состояние пара перед первой нерегулируемой ступенью, по полезно используемому теплоперепаду и заданному конечному давлению пара осуществляется построение предварительного реального процесса расширения пара в группе нерегулируемых ступеней.
При этом значение теплоперепада находится как разность начальной энтальпии пара и конечной энтальпии, соответствующей окончанию изоэнтропийного процесса расширения в нерегулируемых ступенях до заданного конечного давления.
Значение внутреннего КПД рассчитывается по формуле:
где:
- средний расход пара через группу ступеней;
- средний удельный объём пара м3/кг
и ; и - расходы и удельные объёмы пара перед и за группой ступеней;
- располагаемый теплоперепад группы ступеней кДж/кг;
; потери с выходной скоростью
принимаем равным 120;
-число ступеней в группе;
принимаем
Определение размеров первой нерегулируемой ступени
Расчёт первой нерегулируемой ступени производится при принимаемых предварительно значениях диаметра ступени или высоты сопловой решётки
где
- степень парциональности (желательно иметь 1);
- расход пара через ступень;
- теоретический объём пара за сопловой решёткой, м3/кг;
- отношение скоростей;
Отношение скоростей можно рассчитать по формуле:
- коэффициент расхода сопловой решётки (приближённо =0,97);
- частота вращения ротора турбины, 1/с;
- степень реактивности ступени;
- эффективный угол выхода пара из сопловой решётки.
Целесообразный диаметр первой нерегулируемой ступени
Для турбин с сопловым парораспределением значение можно принимать меньше диаметра регулирующей ступени на величину. Принимаем равным .
- находится по h-s диаграмме в точке , соответствующей окончанию изоэнтропийного процесса расширения пара в сопловой решётке.
Отношение скоростей можно рассчитать по формуле:
В зависимости от степени реактивности и угла выхода
-эффективный угол выхода задаётся с учётом того, что, с одной стороны, желательно его уменьшение для получения большей высоты лопаток и повышения КПД ступени, с другой стороны, уменьшение приводит к росту профильных потерь в решётках и увеличению осевого зазора между сопловой и рабочей решётками. Принимаем
Определение размеров последней нерегулируемой ступени
Для части высокого давления, а иногда и для всей проточной части турбины принимают постоянный корневой диаметр всех ступеней -. Такой закон изменения диаметров всех ступеней позволяет ?/p>