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=hт1+Нт02 , (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:
Ркр=Рт1× 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:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.