ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ЗАДАННОГО ЦИЛИНДРА

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

для выполнения курсового проекта

по дисциплине:

«Турбинные установки тепловых электрических станций»

для студентов 3-го курса специальности

140101 – «Тепловые электрические станции»

(6 семестр)

Выполнил:

Проверил:

СТРУКТУРА РАБОЧЕЙ ТЕТРАДИ

1. Основные технические характеристики

2. Таблица отборов

3. Тепловой расчет проточной части

3.1. Расчет регулирующей ступени

3.2. Предварительный расчет проточной части заданного цилиндра

3.3. Детальный расчет проточной части заданного цилиндра

4. Используемая литература

5. Рекомендации и вспомогательные материалы для теплового расчета паровой турбины

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

А) Завод – изготовитель

Б) Номинальная мощность

В) Давление свежего пара

Г) Температура свежего пара

Д) Давление пара после промежуточного перегрева

Е) Температура пара после промежуточного перегрева

Ж) Количество регенеративных отборов

З) Давление пара в выхлопном патрубке турбины

И) Максимальный расход пара на турбину

К) Количество цилиндров

Л) Число ступеней заданного цилиндра

М) Формула проточной части

Н) Число выходов пара в конденсатор

О) Длина турбины без генератора

П) Средний диаметр последней ступени

Р) Длина лопатки последней ступени

ТАБЛИЦА ОТБОРОВ

Структурная схема турбины

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ

РАСЧЕТ РЕГУЛИРУЮЩЕЙ СТУПЕНИ

Таблица 2

№	Наименование	обозн	разм	формула
	Расход пара на ступень	Do	кг/с
	Средний диаметр ступени	d	м	Принять по чертежу
	Окружная скорость на среднем диаметре	u	м/с	157d
	Начальный параметры пара	Po to io	Мпа оС кДж кг	Hs-диаграмма
	Отношение скоростей		0,4 – 0,47
	Фиктивная скорость пара	Сф	м/с
	Располагаемый теплоперепад ступени	ho	кДж кг
	Степень реакции ступени	ρ		0,05 – 0,1
	Теплоперепад на сопло	ho1	кДж кг	(1- ρ) ho
	Теплоперепад на р.л.	ho2	кДж кг	ρho
	Добавление пара за ступенью	P2	МПа	Hs-диаграмма
	Удельный объем пара за ступенью	υ2t	м3/ч
	Давление пара за соплами	P1	МПа
	Удельный объем за соплами	υ1t	м3/ч
	Эффективный угол выхода пара из сопел	αЭФ	град	10-14
	Коэф. расхода сопел	μ1		0,96 – 0,98
	Степень парциальности ступени	е		0,7 = 0,9
	Теор. скорость за соплами	С1t	м/с

	Высота сопловых лопаток	l1	мм
	Коэффициент скорости сопел	φ		По графику
	Действительная скорость за соплами	C1	м/с	φ C1
	Потери энергии в соплах	Δh1	кДж кг	(1- φ2) ho1
	Относительная скорость	W1	м/с
	Выходной угол р.л.	β1	град
	Проверка Треугольник скоростей на входе
	Располагаемое тепло рабочей решетки	E02	кДж кг
	Теор. относительная скорость выхода	W2t	м/с
	Коэффициент расхода р.л.	μ2		0,94 – 0,96
	Высота р.л.	l2	мм	l1 + Δl + Δ2
	Эффективный угол выходной кромки р.л.	β2ЭФ	град
	Скорость звука в сопловых и р.л.	α1t   α2t	м/с   м/с
	Безразмерная скорость	М1t М2t	м/с м/с	C1t/ α1t C2t/ α2t
	Профиль сопловой			По табл.
	Характеристики профиля			α0расч α1Э _М1t tопт . Ь1

	Число сопел	Z	Шт
	Профиль р.л.			По табл.
	Характеристики профиля			β2Э β1расч tопт М2t b2 B2
	Число р.л.	Z1	Шт
	Коэф. скорости р.л.	ψ		По графику
	Действ. относительная скорость выхода	W2	м/с	ψ W2
	Потери тепла на р.л.	Δh2	кДж кг	(1- ψ2)Е02
	Скорость пара за ступенью	C2	м/с
	Угол выхода пара из ступени	α2	град
	Выходной треугольник скоростей
	Потеря тепла с выходной скоростью	ΔhВС	кДж кг	С22/2000
	относительный лопаточный КПД	ηол
	Потери мощности на трение	Δnтр	КВТ
	Потери тепла на трение	hтр	кДж кг

	Потери мощности на вентиляцию	Nвн	КВТ
	Потери тепла на вентиляцию	Δhвн	кДж кг	Nвн/Do
	Потери тепла на выходе	Δhвых
	Сумма всех потерь	∑Δhст		Δh1+ Δh1+ ΔhВС+ ΔhТР+ ΔhВН+ ΔhВЫХ
	Полезно использованное тепло	hi		ho-∑Δhст
	Относительный внутренний КПД	ηoi		hi/ ho
	Внутренняя мощность ступени	Ni	КВТ	hi Do

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ЗАДАННОГО ЦИЛИНДРА

Из h-S располагаемый теплоперепад на цилиндре

турбины H_ц=h-h=

Формула проточной части_____________________

Тепловой перепад на промежуточные ступени

Коэффициент возврата тепла

Отношение скоростей

Выбираем φ= α_1эф= ρ_ср=

Фиктивная скорость

Окружная скорость

U=C_фХ_ф=

Средний диаметр ступеней цилиндра

Расход пара на выходе в каждом потоке цилиндра

Снимаем с чертежа цилиндра средние диаметры 3-4 сиупеней,

рассчитываем U, C_ф, h_ст

по формулам:

U=157d_ст С_ф= U/Х_ф h_cт=12,325k_o

Для I ступени k_o=1 для последующих k=0,96-0,92 (уменьшая к выходу)

Строим вспомогательную диаграмму

Вспомогательная диаграмма

ДЕТАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ

№	Наименование	обозн	разм	формула
	Расход пара на ступень	D	кг/с
	Параметры перед ступенью	Po tc ic	МПа оС кДж/кг	По h-S диаграмме
	Кинетическая энергия на входе в ступень	Δho	кДж/кг	0,8 Δhвспредыд
	Параметры торможения	__ Po ___ io	МПа   кДж/кг	По h-S диаграмме io+ Δho
	Теплоперепад ступени	Ho	кДж/кг	Из вспомогательной диаграммы
	Располагаемый теплоперепад	__ ho	кДж/кг	Ho+ Δho
	Условная скорость пара	cф	М/с
	Отношение скоростей	x		Из предварительного расчета
	Окружная скорость ротора на среднем диаметре	U	М/с	cфх
	Средний диаметр ступени	d	м	U/π*n
	Степень реакции ступени	ρ		По рекомендациям
	Теплоперепад на соплах	ho1	КДж/кг	ho(1-ρ)
	Теплоперепад на рабочих лопатках	ho2	КДж/кг	Ho- ho1
	Давление за соплами	P1	МПа	По h-S диаграмме
	Давление за рабочими лопатками	P2	МПа
	Удельный объем за сопловыми лопатками	υ1t	м3/кг
	Удельный объем за рабочими лопатками	υ2t	м3/кг

	Отношение давлений	δ		Рвх/Рвых
	Теоретическая скорость пара	СН	м/с
	Скорость звука в решетке	аН
	Число Маха	М		Сн/αн
	Коэф. расхода сил	μ1		По графику
	Выходная площадь сопла	F1	м2
	Эффективный угол выхода	α1эф	град	12-14
	Степень порциальности	е
	Выходная высота	l1	мм
	Выбор профиля			Таблица профилей
	Характеристика	α1Э Мопт1t tопт αрасч В b1, b2 f	Град     Град См См См2	По таблице профилей
	Количество сопловых каналов	z1	шт
	Шаг решетки	t1	мм	_ 10tоптb1
	Коэф. скорости	φ		По графику
	Действительная скорость	C1	М/с	Снφ
	Угол направления относительной скорости	β1	Град
	Относительная скорость	W1	М/с

	Проверка Входной треугольник скоростей
	Потери в соплах	Δh1	кДж кг	(1-φ2)h01
	Теоретическая скорость на выходе	W2t	М/с
	Скорость звука за ступенью	α2t	М/с
	Число Маха в решетке	M2		W2t/ α2t
	Отношение давлений на р.л.	δ2		Рвх/Рвых
	Высота РЛ на выходе (расчетная)	l2	мм	l1+Δl1+ Δl2
	Коэф. расхода	μ2		По графику
	Выходная площадь РР	F2	м2
	Угол выхода относительной скорости	β2	Град
	Профиль РЛ			По таблице профилей
	Характеристики профиля	β1Э tопт Мопт2t В b1, b2 Wmin	Град     См См См2

	Скоростной коэффициент РЛ	ψ		По графику
	Действительная скорость пара	W2	м/с	ψ W2t
	Количество РЛ	z2	ШТ
	Выходной треугольник скоростей
	Окружное усиление на РЛ	Ru	Н	D(W1cos β1 + W2cos β2)
	Изгибающее напряжение на РЛ	δизд	МПа
	Угол выхода из РЛ   Абсолютная скорость выхода из РЛ	α2   с2	Град   м/с
	Потери энергии на РЛ	Δh2	кДж кг
	Потери энергии с выходной скоростью	ΔhВС	кДж кг	C22/2000

	Располагаемая энергия ступени	Е0	кДж кг	ho+ Δho-0,8 ΔhBC
	Относительный лопаточный КПД	ηол
	Проверка	η1 ол
	Число гребешков диафр. упл	z1y	ШТ	2-16
	Диаметр диафр уплотнений	d1y	м	По чертежу
	Радиальный зазор в уплотнении	δ1y	м	10-3d1y
	Коэф. расхода в зазоре уплотнений	μ1y		По графику
	Относительные потери на утечки уплотнения	ζ2y
	Относительные потери в надбондажных уплотнениях	d26   F26   δБ Z ζБ	м   м2   м шт	(0,1׃0,03)% . d26 2-6
	Потери на трение	ζТР		RТР=0,00045-0,0008
	Потери на парциальность	ζпорц
	Относительный КПД ступени	η1 ол

	КПД ступени с учетом потерь от влажности	ηoi		y = 1-x ycp = (y1+y2)/2
	Полезно использованный теплоперепад	hi	кДж кг	Eo ηoi
	Полезная мощность ступени	Ni	кВт	D hiZпот
	Параметры за ступенью	P2 i2   t2	МПа кДж кг оС	По h-s диаграмме io- hi По h-s диаграмме
	Внутренняя мощность цилинлра		кВт

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Александров А.А. Диаграмма водяного пара [Текст]: по справочнику А. А. Александрова «Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара» / А.А. Александров, Б.А. Григорьев: Компьютерная обработка данных таблиц А.А. Мошкарина. – М.: А-Гриф, 2006, ил.

2. Александров А.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара [Текст]: Справочник. Рекомендован Гос. службой ГСССД Р-776-98 / А.А. Александров, Б.А. Григорьев – 2-е изд., стереотипное. – М.: Изд. дом МЭИ, 2006. – 168 с.

3. Костюк А.Г. Паровые и газовые турбины [Текст]: Учебник для СПО. Допущен Министерством энергетики РФ / Под ред. А.Г. Костюка. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 352 с.

4. Тепловые и атомные электрические станции [Текст]: Справочник/ Под ред. А.В. Клименко, В.М. Зорина. – М.: Издательство МЭИ, 2005. – 648 с.

5. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы [Текст]: Справочник в 4-х томах. Т.3 / Под ред. А.В. Клименко, В.М. Зорина. – М.: Изд. дом МЭИ, 2007 . – 648 с.

6. Трухний А.Д. Атлас конструкций деталей турбин. В 2-х частях [Текст]: Учебное пособие для вузов. Допущено Министерством образования РФ / А.Д. Трухний. Б.Н. Крупенников, А.Н. Троицкий / Пер. с англ. Ю.А. Зейгарника. – М.: Изд. дом МЭИ, 2007. – 163 с.

7. Трухний А.Д. Стационарные паровые турбины [Текст]: Учебник / А.Д. Трухний, С.М. Лосев / Под ред Б.М. Трояновского. – М.: Энергоиздат, 1990. – 456 с.

8. Трухний А.Д. Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки [Текст]: Учебник. Допущен Министерством энергетики РФ / А.Д. Трухний, Б.В. Ломакин. – М.:МЭИ, 2002. – 540 с.