Тепловой расчет ступеней турбины Т-25/28-8.8

Обозначения

H –теплоперепад, кДж/кг

h – энтальпия, кДж/кг

t – температура,°С

G – расход пара, Кг/с

s – энтропия, , кДж/кг_*К

P – давление, МПа

a - доля отбираемого пара

d – диаметр, м

u – окружная скорость, м/с

с_ф – фиктивная скорость, м/с

r - степень реактивности

j - коэффициент скорости сопловой решетки

y - коэффициент скорости рабочей решетки

a - эффективный угол, град

m - коэффициент расхода

F – площадь, м²

l – длина лопатки, м

с, w, a – компоненты скоростей, м/с

z – число лопаток

u -удельный объем, м³/кг

b – хорда профиля, м

k – показатель адиабаты

a – cкорость звука, м/с

n - кинематическая вязкость, м²/с

относительный шаг решетки

t₁ – шаг решетки, м

Re – число Рейнольдса

М – число Маха

H_u – удельная работа, кДж/кг

N_ол – мощность развиваемая газом, кДж/кг

N -  мощность ступени, кВт

h - КПД

x- относительные потери

s - изгибающее напряжение, МПа

Индексы

- состояние пара перед стопорным и регулирующем клапанами

- пар на входе в регулирующую ступень

 - от параметров торможения

0 – начальные параметры

1 – параметры в сопловом аппарате

2- параметры в рабочем аппарате

t - теоретический

 - пароперегрев

 -относительный внутренний

i – для i- ой ступени, i- ых параметров

к – для параметров в конденсаторе

эг – электрогенератор

тр –трение

парц – парциальность

вент – вентиляционные

сегм – сегментные

ут –утечки

 - относительный лопаточный

экв- эквивалентный

изг – изгибающий

ср – средний

к – корневой

пер – периферийный

Расчет первой группы ступеней.

Расчет проводим исходя из предположения о постоянстве корневого диаметра.

1.  Зададимся начальными параметрами

Для первой ступени группы принимаем степень реактивности ;

эффективный угол выхода a_1эф = 12⁰;

средний диаметр для первой ступени d₂⁽²⁾ = 900 мм.

Энтальпия пара после регулирующей ступени h_рс = 3209,3 кДж/кг; давление Р_рс = 3,573 МПа.

Расход через вторую ступень ЧВД =37 кг/с

2.  Рассчитаем

Принимаем j = 0,95; тогда отношение .

3.  Располагаемый теплоперепад от параметров торможения:

Рассчитаем окружную скорость  м/с.

кДж/кг

4.  Определение длины лопатки в первой ступени группы

Принимаем коэффициент расхода ;

м/с

 кДж/кг

м³/кг

м

5.  Определение корневого диаметра

м

м

6.  Определение среднего диаметра последней ступени в группе

u_2t^(z) = (S_рс = 6.8117; Р = 0,56) = 0,342512 м³/кг

u_2t⁽²⁾ = (S_рс = 6.8117; ) = 0,091316 м³/кг

 м²

;

D = 1,049  =>  м

7.  Определение длины лопатки последней ступени в группе

 м

8.  Определение корневой степени реактивности

9.  Определение средней степени реактивности

10.  Рассчитаем  для последней ступени в группе

11.  Определим окружную скорость для последней ступени в группе

 м/с

12.  Теплоперепад от параметров торможения для последней ступени в группе

кДж/кг

13.  Определение среднего теплоперепада от параметров торможения в группе

Теплоперепад найдем по теореме о среднем:

кДж/кг =>  кДж/кг

14.  Определение числа ступеней в группе

Коэффициент возврата тепла q_т = 0,02;

Тепловой расчет второй ступени турбины Т-25/28-8.8.

1.  Параметры пара перед сопловой решеткой:

h₀(Р₀ = 3,573 МПа; t₀ = 394 ⁰С) = 3209,3 кДж/кг

s₀(Р₀ = 3,573 МПа; t₀ = 394 ⁰С) = 6,8117кДж/кг⁰С

2.  Определение окружной скорости и располагаемого теплоперепада от параметров торможения

По предварительному расчету d = 0,9 м;

коэффициент скорости j = 0,95;

эффективный угол выхода a_1эфф = 12⁰;

степень реактивности r = 0,2

Окружная скорость м/с.

Отношение  

Тогда м/с.

 кДж/кг.

3.  Определим параметры, необходимые для построения процесса расширения пара в турбине (регулирующей ступени)

Н^*_ос = (1-r)× Н^*_о = (1-0,2)×37,0 =29,6 кДж/кг

Н^*_ор = r× Н^*_о = 0,2×37,0 = 7,4 кДж/кг

h_1t = h^*₀ - Н^*_ос =3209,6 – 29,6 = 3179,6 кДж/кг

P₁(h_1t=3179,6 кДж/кг; S₀ = 6,8117 кДж/кг⁰C) = 3,15 МПа

h_2t’ = h^*₀ - Н^*_о =3209,6 – 37,0 = 3172,3 кДж/кг

P₂(h_2t’=3172,3 кДж/кг; S₀ = 6,8117 кДж/кг⁰C) = 3,11 МПа

u_1t(h_1t=3179,6 кДж/кг; S₀ = 6,8117 кДж/кг⁰C) = 0,089487 м³/кг

u_2t’ (h_2t’=3172,3 кДж/кг; S₀ = 6,8117 кДж/кг⁰C)  = 0,091316 м³/кг

t_1t(h_1t=3179,6 кДж/кг; S₀ = 6,8117 кДж/кг⁰C) = 394 ⁰C

t_2t’(h_2t’=3172,3 кДж/кг; S₀ = 6,8117 кДж/кг⁰C)   = 391 ⁰C

4.  Определение площади выхода сопловой решетки

 (для к = 1,3).

 Решетка сопловая дозвуковая.

 Принимаем в первом приближении .                                            [2, стр. 29]

м/с

м²

.

Принимаем степень парциальности е = 1.

5.  Выбор хорды профиля сопловой решетки

Принимаем b₁ = 25 мм.

Уточняем значение коэффициента расхода:

. m⁽⁰⁾ » m⁽¹⁾ и второго приближения не требуется.

6.  Выбор профиля

                               => С-90-12-А

a₁ = a_1эф = 12⁰

Относительный шаг . Принимаем .