рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Вид работы: Конспекты
/
Определение основных размеров ступени

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Определение основных размеров ступени

Определение основных размеров ступени - Конспект, раздел Образование, Конспект лекций по курсу Теория паровых и газовых турбин Лекция № 1 При Заданном Теплоперепаде Ступени И Выбранном Значении ...

При заданном теплоперепаде ступени и выбранном значении отношения скоростей u/c_ф диаметр ступени равен:

(88)

Иногда при заданном значении диаметра определяют располагаемый теплоперепад ступени:

. (89)

Выходная площадь сопловой решётки для дозвукового режима (M₁_t < 1) или можно найти из уравнения неразрывности:

, (90)

где скорость , а удельный объём v₁_t определяется по h, s- диаграмме в конце изоэнтропного расширения в решётке (рис. 28).

Коэффициент расхода μ₁ можно взять из выражения (45) или принять в первом приближении μ₁ = 0.97.

При сверхзвуковых скоростях потока (M>1) или ε₁ < ε_* обычно также применяются суживающиеся решётки, но выходная площадь находится из уравнения:

; (91)

здесь v_1* и с_* соответствуют критическому отношению давлений ε_* (рис. 31) или критическому теплоперепаду , где:

. (92)

Выходная высота сопловой решётки l₁ (рис. 5 и 24) находится из выражения :

; (93)

здесь e – степень парциальности – длина дуги, занятой сопловой решёткой, отнесённой ко всей окружности:

. (94)

Рис. 31

Эффективным углом выхода α_1э следует задаться, учитывая, что, с одной стороны, желательно уменьшить α_1э для того, чтобы увеличить высоту лопаток и повысить КПД ступени; а, с другой стороны, уменьшение (α_1э < 11^o) ведёт к росту профильных потерь в решётках.

По величине α_1э , заданному углу входа α₀ и числу М₁_t выбирается профиль сопловой решётки, а по аэродинамическим характеристикам выбранной решётки определяются угол её установки α_у и относительный шаг t^‾.

Хорда профиля решётки b₁ (рис.24) выбирают с таким расчётом, чтобы обеспечить достаточную прочность лопатки и жёсткость диафрагмы.

Обычно для активных ступеней b₁ = 40 – 80 мм ; для реактивных ступеней - составляет b₁ = b₂ = 20 – 60 мм.

После выбора b₁должна быть подсчитана относительная высота сопловой решётки и уточнены относительный шаг решётки и число лопаток z_c .

Для вычисления действительной скорости с₁ необходимо определить коэффициент потери энергии ζ_с по приближённой формуле (43).

Для уточнения значений ζ_с и μ₁ необходимо учитывать поправки на число Re₁ = c₁_tb₁/v₁ .

Следующим этапом расчёта ступени является построение входного треугольника скоростей, определение относительной скорости входа рабочего тела в рабочую решётку w₁ и угла её направления β₁ (рис. 27).

Скорость потока может быть определена по формуле с₁ = φc₁_t . Действительный угол выхода потока из сопловой решётки можно определить по формуле (47)

Для расчёта рабочей решётки необходимо знать состояние рабочего тела перед ней, для чего следует подсчитать потери энергии в сопловой решётке:

. (95)

Высоту рабочей лопатки можно определить по формуле:

, (96)

где Δl_п = 1.5 – 2.5 мм и Δl_к = 0 – 1.5 мм соответственно являются перекрышами по периферии и корневому сечений лопатки.

В последних ступенях конденсационных турбин допускается увеличение перекрыши до 20 мм.

Выходную площадь рабочей решётки для докритического режима , т.е. при или , где - давление торможения в относительном движении (рис. 31), находим из уравнения неразрывности:

. (97)

Скорость w₂_t находим по формуле:

, (98)

а удельный объём v₂_t находим по h, s- диаграмме в конце изоэнтропного расширения ву решётке ( рис. 28 и 31).

Коэффициент расхода μ₂ можно определить по приближённой формуле (46). В первом приближении μ₂ = 0.93.

При сверхзвуковой скорости потока выходную площадь рабочей решётки находим по формуле:

; (99)

здесь v_2* и w_* соответствуют критическому отношению давлений или критическому теплоперепаду H_* = 0.5w²_* , где:

. (100)

В большинстве ступеней l₂ = l^`₂ ; в последних ступенях конденсационных турбин принимают обычно l₂ > l^`₂ .

При заданном значении l₂ можно определить эффективный угол выхода для рабочей решётки:

. (101)

Если принять G₂ = G₁ = G , то из уравнений неразрывности для решёток ступени можно получить соотношение:

. (102)

Из соотношения видно, что в активных ступенях при v₂_t/v₁_t ~1 осевые составляющие скоростей на выходе из решёток обратно пропорциональны высотам лопаток и c₁ sin α₁ > w₂ sin β₂ .

На рис. 32 изображены треугольники скоростей для турбинных ступеней с различной степенью реактивности (а – при ρ<0.1; б – при ρ = 0.5 и v₂_t/v₁_t ~1; в – при ρ = 0.5 и v₂_t/v₁_t ~1.6 ).

Рис. 32

По величине β_2э , примерному значению угла входа β₁ , которое может немного отличаться от β₁^опт, и числу М₂_t выбирается профиль рабочей решётки, а по аэродинамическим характеристикам выбранной решётки определяются угол её установки β_у и относительный шаг t₂^‾.

В первом приближении, рассчитывая рабочую лопатку как консольную, жёстко закреплённую балку, можно найти наибольшие изгибающие напряжения, которые в случае постоянного по высоте профиля возникают в корневом сечении лопатки:

. (103)

Усилие R, действующее на лопатки, можно подсчитать по формуле:

, (104)

где R_u и R_a определяем по (60) и (61); W_мин – момент сопротивления профиля лопатки.

Для нержавеющих сталей обычно применяют .

Если выбранный размер профиля не удовлетворяет требованиям прочности, то при сохранении подобия всех размеров решётки профилей хорду следует увеличить в соответствии с выражением:

. (105)

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Конспект лекций по курсу Теория паровых и газовых турбин Лекция № 1

Лекция... Введение Конспект по курсу Теория паровых и газовых турбин часть I составлен на основании лекций по этому предмету читавшихся для студентов направления...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Определение основных размеров ступени

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Основные уравнения движения жидкости сжимаемой жидкости
Преобразование энергии в ступени турбины происходит в результате обтекания сжимаемой жидкостью ( рабочим телом ) сопловых неподвижных и рабочих лопаток турбины. Законы течения рабочего тела подробн

Уравнение неразрывности
Если в сечении 1 через канал площадью F1 проходит массовый расход рабочего тела G1 с переменным удельным объёмом v1 и с переменной скоростью

Уравнение количества движения
При движении в направлении x и силе сопротивления R, отнесённой к 1 кг массы рабочего тела, дифференциальное уравнение изменения количества движения (уравнение имп

Уравнение сохранения энергии
Уравнение сохранения энергии для установившегося движения потока справедливо независимо от того, сопровождается ли течение потока потерями или происходит без потерь:

Рассмотрим различные случаи применения записанных выше уравнений для расчёта канала.
Решая уравнение (10) относительно c1 , находим: , (12) где h – эн

Турбинные решётки
Турбинная ступень образуется из неподвижной (сопловой) и вращающейся (рабочей) лопаточных решёток. В каждой решётке лопатки одинаковы, установлены под одним и тем же

Потери энергии при обтекании турбинных решёток
Потери энергии, связанные с течением рабочего тела в решётках, можно разделить на несколько составляющих: 1. профильные потери ζпр, определяемые при

Профильные потери
Потери на трение в пограничном слое можно определить теоретически, если известен режим пограничного слоя и его условные толщины у выхода из решётки. Обычно для сопловых конфузорных решёток

Коэффициенты расхода
При определении выходных сечений сопловых и рабочих решёток необходимо знать действительный характер течения в решётке. Наличие пограничного слоя, неравномерность полей скоростей и вторичные течени

Углы выхода потока
Угол выхода потока из сопловой α1 и рабочей β2 решёток, под которыми подразумеваются осреднённые с помощью уравнения количества движения по шагу t и высоте

Расширение рабочего тела в косом срезе решётки
Рассмотрим сверхзвуковое истечение рабочего тела в суживающейся решётке. При М1t=1, т.е. при , в минимальном выходном сечении реш

Турбинных решёток
Для расчёта турбинных ступеней, построения треугольников скоростей, определения КПД и мощности ступени удобно пользоваться коэффициентами скорости: · для сопловой ре

Характеристики двухфазной среды
В последних ступенях конденсационных турбин и в большинстве ступеней влажнопаровых турбин процесс расширения пара происходит ниже пограничной кривой x = 1 (рис. 19).

Образование влаги в элементах турбины
При переходе однофазной среды в двухфазную область состояния ( в сопловых турбинных решётках) с большими скоростями c и соответственно с большим абсолютным градиентом давления dp изме

Преобразование энергии в осевой турбинной ступени
В ступени турбины работа расширения рабочего тела преобразуется в кинетическую энергию потока, а последняя – в механическую работу. Рассмотрим это преобразование применительно к одной из ступеней о

Относительный лопаточный КПД
Относительный лопаточный КПД ступени представляет собой отношение работы ступени Hu, развиваемой 1 кг рабочего тела, к её располагаемой энергии

Характеристики турбинной ступени
При расчёте турбинной ступени требуется выбрать её основные размеры: · форму профилей сопловых и рабочих решёток; · высоты решёток , · углы их установки, · конст

Выбор степени реактивности
Проектирование ступени начинается с выбора типа ступени. Ступени могут быть либо активные (ρ = 0.02 – 0.25), либо реактивные (ρ > 0.4). Активные ступ

Определение КПД ступени
Потери энергии в рабочей решётке определяют по формуле: . (106) Коэффициен

Основные уравнения и методы расчёта
Выше изложенные расчёты относились к среднему диаметру ступени и они могут быть справедливы по всей высоте лопаток только в тех случаях. Когда d/l >10 – 15. При меньших зн

Законы закрутки решётки
При проектировании ступени часто зависимость задаётся косвенным путём – через изменение по радиусу скоростей потока или их составляющих, или

Выбор степени реактивности для ступеней большой верности
Из уравнения (122) видно, что наименьшая степень реактивности ρк соответствует корневому сечению. Однако, если степень реактивности станет отрицательной (ρк

Особенности ступеней скорости
Располагаемый теплоперепад, срабатываемый в турбинной ступени, определяется окружной скоростью u и отношением скоростей u / сф . Причём, чем меньше это отношение при заданн

Расчёт ступеней скорости
Работу, которую развивает 1 кг рабочего тела, протекающего через двухвенечную ступень скорости, следует рассматривать как сумму работ в рабочих решётках первого и второго рядов.

Относительный внутренний КПД
Ранее при изучении турбинной ступени были рассмотрены потери энергии, связанные с протеканием рабочего тела в решётках ступени и потери с выходной скоростью. Коэффициент полезного действия

Парциальный подвод рабочего тела
Парциальный подвод означает, что в ступени рабочее тело проходит через решётки не по всей окружности. Доля окружности, занятой каналами сопловых лопаток, через которые проходит рабочее тел

Потери от утечек в ступени
В работе турбины часть рабочего тела минуя проточную часть образует протечку, которая снижает КПД всей турбины. Для уменьшения утечек в конструкции турбины нашли широкое применение лабиринтные у

Влияние влажности пара на КПД ступени
Экспериментальные исследования работы ступени турбины в области влажного пара показали снижение экономичности по сравнению со ступенью, работающей в области перегретого пара. Ухудшения раб

Рабочий процесс многоступенчатой паровой турбины
Современные паровые турбины обычно имеют активные ступени в области высокого давления и реактивные – в области низкого давления. Однако мы условно сохраним деление турбин на активные и реактивные.

Определение размеров последней ступени турбины
Для определения размеров последней ступени в первую очередь задаются КПД процесса расширения рабочего тела или определяют его по статистическим данным. По величине р2 , о