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- ζw=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 w2t
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 v2t=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 βy=76°, a
, więc t2t=18,55[mm], a z2t=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