Тепловой расчёт рабочей решётки турбины

Страницы работы

Содержание работы

                2  Конструкторская часть

       2.1  Тепловой расчёт рабочей решётки

Конструкция турбины, имеющей вращающийся ротор, предопределяет использование в качестве каналов для течения пара кольцевых решёток.

Рабочая решётка – это совокупность подвижных рабочих лопаток ступени, установленных на роторе турбины. Все лопатки рабочей решётки имеют одинаковый по форме профиль и расположены на одинаковом расстоянии друг от друга ( рис. 2.1 ). Соответствующим выбором формы профилей и их расположением в решётке можно создать каналы с требуемым законом изменения площади сечения.

                             

рис. 2.1 – Рабочая решётка турбины.

        Для предварительного расчета примем следующие исходные данные,

часть которых были получены в результате расчета  тепловой схемы

заданного энергоблока, другая  часть из предварительных расчётов       

ступени турбины [9], [10].

D0 = 371.51 кг/с – расход пара на турбину;

Р0 = 4.3 МПа – давление пара перед турбиной;

h0  = 2800 кДж/кг – энтальпия пара перед турбиной,

 поступающего в  конденсатор;

t0 = 254,9 °C – температура пара перед турбиной;

Δtп =0 °C – начальный перегрев пара за сопловой решёткой;

W1 = 120 м/с – относительная скорость пара на рабочие лопатки;

h1  = 2758,5 кДж/кг – энтальпия пара в действительном процессе за сопловой решёткой (перед рабочей);

l2=85 мм – высота рабочей решётки;

ρср = 0,1 – реакция ступени на среднем диаметре;

Нт0 = 50,21 кДж/кг – располагаемый теплоперепад ступени по параметрам торможения.

2.1.1Расчёт основных параметров рабочей решётки

Кинетическая энергия пара на входе в рабочую решётку:

                                             ΔНвх=,                                               (2.1)

ΔНвх==7,2 кДж/кг.

Теплосодержание заторможенного потока перед рабочей решёткой:

                                                hт1=h1+ΔНвх  ,                                          (2.2)

hт1=2758,5+7,2=2765,7 кДж/кг. 

         Параметры заторможенного потока перед рабочей лопаткой:

         по hт1=2765,7  кДж/кг    и      s1=6,0381      определяем

         Рт1=3,458 МПа,   tт1=241,8 °C,  ύ т1=0,0563 м3/кг,    yт1=0,026.

    Изоэнтропный теплоперепад рабочей решётки по статическим параметрам:

                                                   Н02= ρср× Нт0 ,                                        (2.3)

Н02= 0,1× 50,21=5,021 кДж/кг.

  Изоэнтропный теплоперепад рабочей решётки по параметрам торможения:

                                              Нт02= Н02+ ΔНвх                                             (2.4)

Нт02= 5,021+ 7,2=12,22 кДж/кг.

   Теплосодержание в конце изоэнтропного расширения в рабочей решётке:

                                               h2t=hт1т02  ,                                            (2.5)

h2t=27,65,688+12,22=2753,5 кДж/кг.

            Параметры пара в изоэнтропном процессе за рабочей решёткой:

по  h2t=2753,5 кДж/кг     и     s1=6,0381      определяем

Р2=3,25 МПа,    t2t=238,2 °C,  ύ2t=0,0563 м3/кг,    y2t=0,033.

     Некоторые коэффициенты:

Δtп =0 °C,  y0=0,005 – пар влажный, отсюда определяем:

εкр=0,577 – критическое отношение давлений;

к=1,135 – показатель изоэнтропы;

χ1=0,635 – коэффициент;

χ2=0,635 – коэффициент.

            Относительная теоретическая скорость на выходе из решётки:

                                         W2t= ,                                     (2.6) 

W2t= =156.3 м/с.      

            Скорость звука:

                                 a2t= ,                                       (2.7) 

a2t= =469.7 м/с.

            Число Маха:

                                                 М2t=,                                               (2.8)

М2t==0.333 .

            Отношение давлений:

                                                      ε2=,                                             (2.9)

ε2==0.94.

           Критическое давление:

                                                    Ркрт1× εкр,                                         (2.10)

Ркр=3,458× 0,577=1,995 МПа.

            Критические параметры пара в рабочей решётке:

по     Ркр=1,995 МПа     и     s1=6,0381      определяем

hкр2=2753,5 кДж/кг,       tкр2=238,2 °C,      ύкр2=0,0563 м3/кг.

            Предварительно примем велечину хорды профиля рабочей решётки по среднему диаметру b2=60 мм.

            Относительная высота рабочей решётки:

                                                            lотн=,                                                  (2.11)

lотн==1,417.

            Коэффициент расхода рабочей решётки (первоначально):

            для  Δβ=130 оС :                  μ2= μпп2×1,003                                            (2.12)

            где

μпп2=[-0,0143×lотн]+0.9457

μпп2=(-0,0143×1.417)+0.9457=0.925.

            Подставив в формулу (2.12), получим значение коэффициента расхода:

Похожие материалы

Информация о работе