Расчет регулирующей ступени турбины

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет Кафедра промышленной теплоэнергетики Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине Тепловые двигатели и нагнетатели Челябинск 2010 г.

Аннотация В данной работе рассматривается конденсационная турбина К-50−90 (ВК-50−3) и ее принципиальная тепловая схема. Производится тепловой расчет одновенечной регулирующей ступени турбины К-50−90(ВК-50−3), проведенный для заданных основных характеристик. По найденным величинам из таблиц выбраны профили сопловых и рабочих лопаток.

1. Краткое описание турбины К-50−90(ВК-50−3)

Изобразим полную тепловую схему турбины (рис.1)

2. Построение h-S диаграммы всей турбины Рис. 1 Принципиальная тепловая схема турбины

Построим предварительную h-S диаграмму для регулирующей ступени:

Принимаем теплоперепад ступени:

; степень реактивности:

Рис. 2 h-S диаграмма регулирующей ступени

3 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ОДНОВЕНЕЧНОЙ РЕГУЛИРУЮЩЕЙ СТУПЕНИ ТУРБИНЫ К-50−90(ВК-50−3)

Средний диаметр ступени:

d_рс=0,9ч1,1 (м),

Принимаю d_рс=1 (м).

Окружающая скорость точки на среднем диаметре ротора:

Здесь: dсредний диаметр регулирующей ступени, n-частота вращения=50об/сек.

Теоретическая скорость пара за соплами:

м/с Выходная высота соплового канала:

Здесь: e-степень порциальности, принимаем е=0,8; =0,97;

Выбираем коэффициент скорости сопловых решеток по найденному значению ,

Найдем действительную скорость пара за соплами:

Скорость звука в соплах и на рабочих лопатках Безразмерная скоростьчисло Маха:

построение треугольников скоростей:

Рис. 3 Треугольники скоростей ступени

Проверка

4. Выбор профилей сопловых и рабочих лопаток Сопловые лопатки:

Выберем профиль: С-55−15А с характеристиками:

Рабочие лопатки:

профиль: Р-23−14А с характеристиками:

профиль По графику выберем относительный шаг решеток

Выбираем для сопловых лопаток.

Определим количество сопловых лопаток:

Выбираем для рабочих лопаток.

Определим количество рабочих лопаток:

5. КПД ступени Определим тепловые потери в ступени:

Потери в сопловых каналах:

Потери на рабочих лопатках:

Потери выходной скорости:

Найдем относительный лопаточный КПД:

Найдем относительный внутренний КПД ступени:

Потери на трение Потери на утечки через диафрагменные уплотнения

d_y1 = 0,35ч0,6 м, д_у1 =0,0006 м, = 0,042 м³/кг, z_y1 = 10;

Надбандажные потери

d=1, д₂ = 0,001 м, = 0,047 м³/кг, z_y2 = 2,

Относительный внутренний КПД ступени:

6. Мощность ступени

Заключение

В данной курсовой работе приведен расчет регулирующей ступени турбины К-50−90(ВК-50−3), проведенный для заданных основных характеристик: D_ном = 210 т/ч, p₀ = 91,8 бар, р_к = 0,0357бар, температура свежего пара t₀ = 535 єС; построены: принципиальная тепловая схема паротурбинной установки, ориентировочный процесс расширения пара в турбине и регулирующей ступени, треугольники скоростей регулирующей ступени.

конденсационный турбина сопловая лопатка

1. Тепловой расчет паровой турбины: учебное пособие для курсового проектирования / Н. Н. Каргаполова. — Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2009. — 32 с.

2. Теплоэнергетика и теплотехника: Справочник /под ред. В. А. Григорьева и В. М. Зорина.-2-е изд., перераб.-М.: Энергоатомиздат, 1989.-608с.: ил.- (Теплоэнергетика и теплотехника; Кн. 3)

4. Щегляев А. В. Паровые турбины. М., Энергия 1976, — 368с. Ил.

3. Л. В. Арсеньев, Ф. С. Бедчер, И. А. Богов, Е. Е. Левин, В. Г. Тырышкин, Е. А. Ходак. Газотурбинные установки. — Л. Машиностроение. 1978. — 232с., ил.

5. Теплоэнергетика и теплотехника: Справочник /под ред. А. В. Клименко и проф. В. М. Зорина.-3-е изд., перераб.-М.: издательство МЭИ, 2003.-648с.: ил.- (Теплоэнергетика и теплотехника; Кн. 3)