Файл: Кононов, Н. И. Газовые турбины. Теория и расчет учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 138
Скачиваний: 0
1 |
2 |
|
3 |
58 |
Расход газа через |
Gjaip |
|
|
радиальный |
зазор |
|
59 |
Потери от |
проте- |
|
|
чек через |
ра |
|
|
диальный зазор |
|
|
60 |
Сунна внутренних |
|
|
|
потерь |
|
*<U |
|
|
|
61Температура затор моженного потока газа на выходе иэ ступени
62 |
Внутренняя |
работа |
Li |
|
63 |
Внутренняя мощно- |
Nl |
||
|
сть |
|
|
|
ok Механический |
Hm |
|||
|
к .п .д . |
|
|
|
65 |
Эффективная мощ- |
Ne |
||
|
ность |
|
|
|
66 |
Температура |
лопа |
Тд |
|
|
ток |
на среднем |
|
|
|
диаметре |
|
Тд.к |
|
67 |
Температура |
лопа |
||
|
ток |
у корня |
|
|
68 |
Напряжения |
рас- |
(ГР |
|
тяжения в корне |
|
|||
|
вом |
сечении |
|
|
6у |
предел длительной |
|
||
прочности материа |
|
|||
|
ла |
рабочих |
лопаток |
|
|
при |
заданном сроке |
|
|
|
службы |
|
|
|
70 |
Запас прочности |
Kj.P |
||
71 |
Ширина сопловых |
Вс |
||
лопаток |
|
|
k
кг/с
кДж/кг
кДж/кг
К
кДж/кг
кВт
—
кВт
К
К
кН/м2
кН/м
м
5
ilDg (5р с t Заз
* ТР
^2Л ФР = 0,75-5-0,80
По рекомендованным формулам
Чтр + Ч-заз4-
Т |
+ |
СР |
+ Cz |
-io |
'2Л |
|
2Ср |
1U |
Lu."^4l 1 Ср(До*~^2
3-Ll
Принимается
П т ' Nt
г
Т* + 2 ? Р
Тл - АТ
1800 ^ л п,1<о-Ю
по таолицам
>1,0-2,5
Ър ■sm у
220
I |
|
2 |
|
3 |
4 |
5 |
72 |
Осевой |
зазор |
и |
^ОС |
м |
Принимается |
|
между соплами |
|
|
(0,05*0,10)t c |
||
|
рабочими лопат- |
|
|
|
||
|
ками |
|
|
|
ы |
|
73 |
Ширина рабочих |
|
Вл |
Ъл SLn JbУ |
||
|
лопаток |
|
|
|
|
|
74 |
Периферийный |
|
в 6 |
м |
В |
|
|
диаметр |
рабочих |
|
|
|
|
|
лопаток |
|
|
|
|
|
75 |
Наружный диаметр |
Ви |
м |
(1,10-1,15) Dg |
||
|
корпуса |
турбины |
|
|
|
|
76 |
Масса турбины |
|
От |
кг |
(400-500) В1/ 2 |
|
|
П р и м |
е ч а |
н и е. I . |
В пл. 20, |
22, 30, 35, 36, 48 |
должны быть согласованы между собой число лопаток, хордашаг лопаток и относительный шаг. Число лопаток должно быть только целым числом. Хорда, относительная высота ло
паток и высота лопаток также |
согласовываются между |
сооой. |
||
2. В |
п.п. 25 |
и 40 |
вносится |
поправ |
ка к коэффициентам скорости. |
Эта поправка |
учитывает |
умень |
|
шение коэффициентов скорости |
(р и Ф |
от нестационарности |
набегающего потока. Для сопловых лопаток эта поправка в изолированной ступени в два раза меньше, чем для пабочих лопаток.
3. При вычислении работы в п.51 допускается расхождение 0 ,5 -х ,5 кДа/кв. То же самое от носится и к п. 62.
4. В таблице нумерация пунктов не всегда отражает последовательность выполняемых операций. В некоторых случаях приходится вначале принимать величину в первом приближении, а затем после ряда операций уточ нять ее и возвращаться для исправления. Так связаны между собой пп. 20, 22, 30; пп. 35, 56, 48; пп. 48 и 58.
5. К расчету прилагаются треуголь ники скоростей, изображение процесса в турбине на диаграм ме L- S Срис. 39) и эскиз проточной части ступени (риз.79).
Оценка результатов расчета. После выполнения детально го расчета необходимо в возможной мере проанализировать полученные результаты с точки зрения соответствия их за данию и удовлетворения предъявляемый н турбине требова ниям.
221
I . Мощность турбины должна быть получена равной или несколько больше заданной. Значительное несоответствие расчетной и заданной мощностей потребует изменения или
расхода газа |
или |
степени |
понижения давления, что связано |
с корректировкой |
расчета |
ГТУ. |
|
Небольшое |
расхождение |
расчетной и заданной мощностей |
можно привести в соответствие за счет изменения к .п .д . турбины. Анализом расчета л треугольников скоростей уста навливаются возможности и необходимость повышения или
уменьшения к .п .д . для получения |
необходимой мощности. По |
||||
вышение к .п .д . возможно за счет |
изменения отношения ско |
||||
ростей |
, степени реактивности |
9 |
, углов |
и |
£ ,и |
уменьшения внутренних потерь. Если |
угол <х2< |
90, |
то для |
повышена" к .п .д . потребуется либо увеличение -^-при яеиз-
менной степени реактивности, либо уменьшение степени реак
тивности |
(если это допустимо) при постоянном |
. |
Если |
|||
j F o r с х 2 |
> 90, то для повышения к .п .д . |
необходимо умень |
||||
шить |
|
при постоянной степени реактивности |
или увеличить |
|||
степень реактивности при постоянном |
. Для повышения |
|||||
к .п .д . |
можно также уменьшить в допустимых пределах сц и J32, |
|||||
но |
это |
связано с ростом поперечных габаритов |
и напряжений |
|||
в |
облопатывании. |
|
|
|
||
|
Если встретится необходимость уменьшить к .п .д ., |
то это |
лучше всего выполнить за счет увеличения угла JJ»2 , что одновременно приведет к уменьшению напряжений в облопаты
вании. |
|
|
2. |
Проверяется предварительно построенный профиль про |
|
точной части. Если потребуется исправить профиль проточ |
||
ной части, то |
используются следующие меры: |
|
а) |
р 2 или |
для уменьшения высоты рабочей лопатки увелич |
ют угол |
степень реактивности; |
б) для увеличения высоты рабочей лопатки уменьшают угол Jb2 или степень реактивности;
в) для уменьшения высоты сопла увеличивают угол»** или умеиыиают степень реактивности;
г) для увеличения высоты сопла уменьшают угол a i или увеличивают степень реактивности,,
При всевозможных вариантах проточной части требуется выдерживать приемлемые значения Л , не допуская их ниже
минимального равного |
Amin = 3 , 5 , |
|
3, |
Оцениваются поперечные габариты турбины. Для умень |
|
шения поперечных габаритов можно: |
||
- |
увеличивать |
число оборотов; |
- |
уменьшать А |
до определенных пределов; |
- поникать к .п .д . до определенных пределов или |
||
соответственно увеличивать скорость с? ; |
||
- |
увеличивать углы c*i и JJ2 . |
Это потребует частичного или полного повторения расчета. Окончательно принимается такой вариант, при котором наиболее полно удовлетворяются предъявляемые к турбине
требования.
§ k. Особенности расчета одноступенчатой турбины с диффузором
Установка диффузора за турбиной позволяет частично ис пользовать выходную энергию газа из турбины и тем самым повысить ее к .п .д . Б то же время установка диффузора за турбиной позволяет, не снижая к .п .д . турбины, увеличить скорость газа на выходе из ступени и существенно умень
шить габариты турбины в напряжения в облвяагывашм.
Диффузоры обязательно устанавливаются за турбиной низ кого давления и иногда могут устанавливаться между турби нами, если они расположены на большом расстоянии др;г ет друга. В этом случае улучшаются условия использования вы-
228
ходной энергии из турбины в последующей турбине.
При расчете турбины с диффузором полное давление за
турбиной р* |
является заданным. |
Иногда задается скорость |
|||
газа на выходе из диффузора - |
с 3 |
м/с. Давление газа |
в |
||
конце процесса расширения (за |
рабочими лопатками) р2 , |
рав |
|||
ное давлению перед диффузором, |
будет меньше давления |
за |
|||
диффузором |
рз , которое в начале |
расчета |
неизвестно. |
Одна |
|
ко не исключается случай, когда |
давление |
р2 будет задано, |
а давление за диффузором р5 подлежит определению. Такой вариант значительно проще. Далее рассматривается наиболее общий случай расчета, когда р2 неизвестно.
Тепловой расчет одноступенчатой турбины с диффузором разбивается на два этапа:
1)предварительный расчет;
2)детальный расчет.
Впроцессе предварительного расчета помимо вопросов, разрабатываемых для турбины без диффузора, определяется давление газа в конце процесса расширения и ориентировоч но оцениваются габариты диффузора.
Детальный же расчет дополняется определением размеров диффузора и параметров и скорости газа перед и за диффу зором.
Предварительный расчет. По известным параметрам газа
перед турбиной р* и и за турбиной р* определяется располагаемый перепад тепла по полным параметрам на тур бину, работающую с диффузором (рис. 81)
ьа* - |
|
|
„х |
К |
ИТ ’ |
\ - I |
' i f |
||
к-1 |
1 |
|
||
Выбрав значение |
< 0 >40, |
получаем располагаемый |
||
перепад тепла по статическим параметрам |
|
|||
i*' |
- |
|
|
(9.19) |
П-о. - |
|
|
|
224