Wykonał: Adam Dominiak

Nr indeksu: 202164

Teoria Maszyn Przepływowych

Zadanie zaliczeniowe

Turbina cieplna

Temat nr 41

prowadzący: dr inż. Jarosław Milewski

Warszawa, dn. 4.06.2007r.

Dane zadania:

d=900 [mm]	średnica stopnia
p0=0,64 [MPa]	ciśnienie pary zasilania
t0=300 [°C]	temperatura pary zasilania
G0=12,1 [kg/s]	wydatek masowy pary zasilania
c0=90 [m/s]	prędkość pary zasilania
p2=0,41 [MPa]	ciśnienie pary w komorze za stopniem
α1=15°	kąt wypływania pary za wieńcem kierowniczym
ρ=0,04	stopień reakcji
B1=30 [mm]
B2=30 [mm]
α0=90°	kąt padania pary na wieniec kierowniczy
ζw=0,15 [kg/s]	straty pary w uszczelnieniu wału
n=3000 [obr/min]	obroty wału
ηEk=50%	sprawność wyzyskania energii kinetycznej pary z poprzedniego stopnia

Energia kinetyczna pary opuszczającej poprzedzający stopień:

Energia kinetyczna wyzyskana przez obliczany stopień:

Podstawowe parametry pary na wlocie i na wylocie ze stopnia przy założeniu przemiany izentropowej odczytane z wykresu h-s dla pary wodnej:

s0 - entropia, przy której zakładany spadek entalpii jest izentropowy H - rozporządzalny spadek entalpii

Rzeczywisty rozporządzalny spadek entalpii po uwzględnieniu nie wyzyskania całkowicie energii kinetycznej napływającej pary:

Prędkość obwodowa u:

ω - prędkość kątowa wału

Teoretyczna prędkość pary za wieńcem kierowniczym:

Teoretyczna entalpia pary za wieńcem kierowniczym:

Odczytanie z wykresu h-s dla pary teoretycznych parametrów pary za wieńcem kierowniczym oraz wyznaczenie na ich podstawie liczby Macha (k=1,3):

Wybór profilu łopatki kierowniczej:

Wyznaczenie długości łopatki kierowniczej:

G₁=G₀- ζ_w=11,95 [kg/s]

G₁ - wydatek masowy pary za wieńcem kierowniczym

μ₁ - współczynnik wydatku

Wyznaczenie ilości łopatek kierowniczych.

Podziałkę przyjmuję równą
, zatem

Po zaokrągleniu liczby łopatek do liczby całkowitej otrzymujemy z₁=77, a po korekcie t₁=36,72 i
Współczynnik

Określenie strat w wieńcu kierowniczym.

Z wykresu strat dla
odczytuję straty od liczby Macha i od kształtu łopatki:

Wyznaczenie rzeczywistej prędkości pary za wieńcem kierowniczym:

φ=

φ - współczynnik prędkości wieńca kierowniczego

Wyliczenie straty entalpii na wieńcu kierującym

Rzeczywista prędkość pary pomiędzy wieńcami

Wyznaczenie kąta β₁

Teoretyczna prędkość wylotowa w_2t

Określamy długość łopatki wirującej poprzez dodanie przykrycia przy stopce i wierzchołku

Założenie kąta β₂, wyznaczenie liczby Macha i wybranie profilu łopatki wirującej

Odczytuję z wykresu h-s v_2t=0,56[m³/kg] i zakładam współczynnik masowy na poziomie μ₂=0,95.

Dla powyższych parametrów najodpowiedniejszą jest łopatka o symbolu P-3525A

Wyznaczenie ilości łopatek wirujących

Podziałkę przyjmuję równą
, zatem β_y=76°, a
, więc t_2t=18,55[mm], a z_2t=152,41 (po zaokrągleniu z₂=153). Wprowadzam korektę: t₂=18,47[mm],
.

Wyznaczenie strat na wieńcu wirującym

Z wykresu strat dla
odczytuję straty od liczby Macha i od kształtu łopatki:

Wyznaczenie rzeczywistej prędkości pary za wieńcem wirującym:

φ=

φ - współczynnik prędkości wieńca wirującego

Wyliczenie straty entalpii na wieńcu wirującym

Rzeczywista prędkość pary pomiędzy wieńcami

Kąt α₂

Wyznaczenie siły obwodowej i mocy obwodowej

Moment obrotowy:

963,44kW

Strata wylotowa

Wyznaczenie energii i mocy rozporządzalnej stopnia

Obliczenie sprawności stopnia dwoma metodami:

Rzeczywisty spadek entalpii i entalpia rzeczywista na końcu:

Wyznaczenie temperatury za stopniem

Z wykresu h-s odczytuję temperaturę z uwzględnieniem rzeczywistego (nieizentropowego) spadku entalpii t₂=258°C

---