Предварительный расчет ступеней заданной части высокого давления турбины

таблица 2.1 .docx

Параметры пара в камерах отбора
Параметры пара и воды в корпусе теплообменников
Таблица 2.1 - Параметры пара и воды в камерах отборов при заданном давлении.

Рисунок 2.1 .cdw

Рисунок 2.1 Процесс расширения пара на
отсеках турбины на iS диаграмме

Предварительный расчет ступеней заданной части высокого давления.docx

2 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ СТУПЕНЕЙ ЗАДАННОЙ ЧАСТИ
1 Определение параметров среды по теплообменникам тепловой схемы
На основании таблиц 1.1;1.2 и рисунка 1.1 на iS – диаграмме проводим построение процесса расширения пара по отсекам турбины этот процесс представлен на рисунке 2.1 параметры пара взятые из построенного процесса занесены в таблицу 2.1
2 Распределение перепадов тепла по отсекам и ступеням турбины.
Удельный объём. Секундный расход
На основании данных таблиц 1.1;1.2;2.1 распределены располагаемые тепло перепады и удельные объемы по отсекам и ступеням турбины.
Метод заполнения таблицы 2.2 указан ниже. Заполнение таблицы начинается с графы пять в нее заносим последовательно номера степеней начиная с цифры один.
В третью графу заносим формулу проточной части из таблицы 1.1 курсового проекта.
Графу четыре заполняем используя данные графи три:
А) Если в формуле встречаются буквы «Р» или «К» она заносится в первую строку в остальные записывается буква «Д» и нумерации начинаются со второй строки;
Б) Если в формуле стоят только цифры то нумерация начинается с цифры «1».
Суммарное количество ступеней соответствует в графах четыре пять.
Под каждой частью(ЧВДЧСДЧНД) провести горизонтальную линию через всю таблицу и в графе два подписать наименование части.
В графу один вписываем название цилиндра пользуясь таблицами 1.21.2 курсового проекта и разрезом проточной части графа шесть заполняется по таблице 1.2 курсового проекта; По ней определяется: за какой ступенью осуществляется отбор пара из турбины и под этой ступенью от графы пять в право проводится штриховая горизонтальная линия разделяющая отсеки турбины в графе шесть отсеки нумеруются римскими цифрами .
Таблица 2.2 Располагаемые тепло перепады удельные объёмы и
секундные расходы по отсекам и ступеням турбины.
Формула проточной части
Порядковый номер ступени
Располагаемый тепло перепад n м3кг
Удельный объём по ступеням V м3кг
Секундный расход отсека G ксс
Для заполнения графы семь используются данные графы 5 и 6 таблицы 2.1 выписываем удельные объемы и заносятся в графу восемь.
Промежуточные объёмы определяются путём интерполяции. В графу девять заносятся цифры из графы восемь таблицы 2.1
3 Предварительный расчет первой ступени части высокого давления
Расчет этой ступени проводим в четыре варианта для определения оптимальной величины сопловых и рабочих лопаток и для определения оптимального режима работы ступени.
Для этого задаёмся отношением окружной скорости UCa.
По конструкции проточной части турбины Т-175210-130 определили средний диаметр первой ступени части высокого давления =0942.
И заносим его в таблицу 2.3 где и проводится весь расчет.
Таблица 2.3 Предварительный расчет первой ступни заданной части
Наименование величин
Отношение окружной скорости к ее адиабатической скорости UCa
Принимается согласно условием работы ступени
Т.к ступень типа (Р)
Средний диаметр первой ступени d м
Замер по проточной части турбины
Окружная скорость ступени U мс
Адиабатическая скорость пара в ступени Ca мс
Располагаемый тепло перепад ho кДжкг
Продолжение таблицы 2.3
Ступень реактивности ступени ρ
Величина принимается
Располагаемый тепло перепад сопловых решеток hoc кДжкг
Абсолютная теоритическая скорость пара на выходе из сопловых решеток С1t мс
Скоростной коэффициент сопел φ
Принимается от 095-098
Абсолютная действительная скорость пара на выходе из сопловых решеток С1 мс
Потери тепла в сопловых решетках hc кДжкг
hc= (С1t)2-(С1)22000
Угол наклона сопловых лопаток α1 град
Принимается по части
Относительная действительная скорость пара на входе в рабочие решетки W1 мс
Замеряется по треугольнику скоростей с учетом масштаба
Входной треугольник скоростей
Угол входа потока пара на рабочие решетки 1 град
Замер по треугольнику скоростей
Относительная теоритическая скорость пара на выходе из рабочих решеток W2t мс
Скоростной коэффициент рабочих лопаток φ
Принимается по 2 столбику
Продолжение таблицы 2.3
Относительная действительная скорость пара на выходе из рабочих решеток W2 мс
Потери тепла в рабочих решетках hл кДжкг
hл= (W2t)2-(W2)22000
Угол наклона рабочих лопаток 2 град
Абсолютная действительная скорость пара на выходе из рабочих решеток С2 мс
Замеряется по треугольнику скоростей с учетом масштаба
выходной треугольник скоростей приложение1
Угол выхода потока пара из рабочих решеток α2 град
Замеряется по треугольнику скоростей
Выходной треугольник скоростей приложение1
Потери тепла с выходной скоростью hвс кДжкг
Относительный лопаточный КПД ступени (аналитический) ола
Проекция результирующая скоростей ’С1’’ и ’’С’’ на ось ’U’’: (C1u – C2u)
Замер по треугольникам скоростей с учетом масштаба
Треугольники скоростей
Относительный лопаточный КПД ступени (графический) олг
олг= 2×U×(C1u – C2u)(Ca)2
Уточнённое значение относительного лопаточного КПД ступени ол
Степень парциальности ступени Е
Принимается по части и цилиндру
Расчетная высота сопловых решеток lc м
lc= G×Vc×d×E×С1×sinα1
Контрольная высота сопловых решеток lck м
Определяется по конструкции турбины
Разрез проточной части
Расчетная высота рабочих решетокlл м
lл= G×Vл×d×E×W2×sin2
Контрольная высота рабочих решеток lлk м
Мощность затрачиваемая на трение и вентиляцию Nтр. в кВт
Nтр. в= λVл×[107×d2+061×(1-Е)×d×Lл1.5)× U3106
Потери тепла на трение и вентиляцию hтр.в кДжкг
Относительный внутренний КПД ступени oi
Вывод: на основании расчётных данных таблицы 2.3 реальная высота сопловых и рабочих лопаток получается в варианте III.
Наибольшей относительный внутренний КПД получается в варианте III ступени проводим при следующих данных:
Отношение окружной скорости ступени к ее адиабатической скорости: UCa = 05
Располагаемый тепло перепад ступени кДжкг: ho = 43745270
Расчетная высота сопловых решеток м: lc =00558018
Расчетная высота рабочих решёток м: lл = 00668966
4 Предварительный расчет второй ступени заданной части высокого
Для определения высоты сопловых решёток второй ступени и её тепло перепада по разрезу проточной части турбины определяем средний диаметр этой ступени м : d = 0785
Задаёмся отношением скоростей UCa = 051
Окружная скорость ступени мс: U=×d×n60 = 314×0785×300060 = =123245
Адиабатическая скорость пара в степени м: Ca = U( UCa) = =147894051 = 241656852
Располагаемый тепло перепад ступени: ho= (Ca)22000 = 24165686222000= =29199019
Задаёмся степенью реактивности ступени: ρ=01
Располагаемый тепло перепад сопловых решёток кДжкг:
hoc= 1- ρ× ho= (1-01)×29199019 = 26279117
Абсолютная теоретическая скорость пара на выходе из сопловых решеток мс: C1t = 2000×hoc = 2000×26279117 = 229255826
Скоростной коэффициент сопловых решеток: φ = 098
Абсолютная действительная скорость пара на выходе из сопловых решеток мс: С1= φ × C1t = 098×229255826 = 224670070
Угол наклона сопловых решеток град: α1= 12
Расчетная высота сопловых решеток м: lc= G×Vc×d×E×С1×sinα1 =
= 202222222×0028314×0785×06×269604853×sin12 = 006830142
Контрольная высота сопловых решёток м: lck = 0062857
5 Расчёт последней ступени части высокого давления
Определяем средний диаметр последней ступени м: dz = 11
Внутренний диаметр последней ступени м:
diz = d''×lc'' = 0785-00628571 = 0722142
Предварительная высота сопловых решёток м:
lcz= dz-diz = 11-0722142 = 0377858
Окружная скорость ступени мс: Uz= ×dz×n60 = 314×11×300060 = 1727
Задаемся отношение скоростей: UCa = 052
Абсолютная адиабатическая скорость пара в ступени мс:
Caz= Uz(UCa)z = 1727052 = 332115384
Располагаемый тепло перепад ступени кДжкг:
hoz = (Caz)22000 = 33211538422000 = 5515
Сравниваем располагаемые тепло перепады кДжкг:
hoz = 55150314 и ho'' = 29199019
Вывод: располагаемый теплоперепад последней ступени больше
чем располагаемый теплоперепад второй ступени что соответствует нормальному процессу расширения пара в части низкого давления.
Окружная скорость последней ступени меньше допустимой следовательно работа последней ступени ЧВД без излома.