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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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