Профилирование сопловых и рабочих лопаток турбин. Порядок построения решетки.
Специальными мерами при профилировании лопаток малой высоты добиваются снижения концевых потерь. Для активных решеток малой высоты вместо канала постоянного сечения выполняют расширяюще-суживающийея канал, в котором в выходной части вследствие повышенной конфузорности утончается пограничный слой на спинке и соответственно уменьшаются концевые потери.
В сопловых решетках уменьшение концевых потерь при малых высотах лопаток достигается меридиональным профилированием каналов. На рис. 2. Увеличение высоты лопаток на начальном участке канала (l0>l1) приводи! к
уменьшению скоростей. За счет меридионального профилирования потери в сопловых решетках могут быть сокращены на 1—3 % при относительных высотах l1 = 0,2 ... 0,5. При применении меридионального профилирования на выходе из кольцевой сопловой решетки уменьшается также градиент статического давления по высоте лопатки в зазоре между соплами и рабочими лопатками.
При анализе составляющих потерь энергии в решетках частично рассматривалось влияние отдельных геометрических характеристик и режимных параметров.
Влияние относительной высоты лопаток.При изменении относительной высоты суммарные потери энергии в решетке зависят от изменения концевых потерь.
Влияние относительного шага профилей в решетке . При изменении относительного шага решетки 7 , составленной из лопаток одного и того же профиля, изменяются все составляющие потерь — профильные и концевые. Значение относительного шага, соответствующее минимальным потерям энергии в решетке, называется оптимальным шагом tопт - Увеличение относительного по сравнению с tопт приводит к изменению формы межлопаточного канала и соответственно к изменению распределения давлений по профилю лопатки. При этом растет протяженность косого среза и повышается степень диффузорности выходного участка спинки, что приводит к увеличению потерь трения в решетке. Кроме того, с увеличением tвозрастает перепад давлений в канале между вогнутой поверхностью и спинкой и соответственно увеличиваются концевые потери.
|
|
|
20. Оценка диаметров, выбор u / c ф ...
проводят детальный расчет тепловой схемы паротурбинной установки последовательно по цилиндрам.
Сначала определяются размеры рабочей решетки последней (z-ой) ступени цилиндра – средний диаметр 
и высота рабочих лопаток 
на основе уравнения неразрывности, записанного для выходного сечения рабочих лопаток, перпендикулярного оси ротора:
где 
– угол выхода пара из рабочей решетки; 
– расход пара в конденсатор; 
– удельный объем пара, выбираемый из предварительного построения h - s диаграммы;c2 – выходная скорость из последней ступени. Обычно принимают потери с выходной скоростью в пределах: 
, откуда находят c2 .
|
|
|
Определив выходную площадь W, сравнивают ее с предельно допустимым Wпред = 11 м2. Если W существенно превышает 11 м2, то приходится выполнять турбину с несколькими цилиндрами ЦНД.
Средний диаметр последней ступени турбины определится по формуле
где i – число цилиндров (потоков) ЦНД, а 
– принимается для турбин большой мощности с несколькими цилиндрами Высота рабочих лопаток последней ступени определится после выбора dz как: 
Размеры первой не регулируемой активной ступени, следующей за регулирующей, определяются так же, как и для последней, на основании уравнения неразрывности, записанного для сечений на выходе из сопловой решетки (горло О1) 
откуда произведение парциальностиe на высоту лопатки определится как
где F1 можно выразить через расход и параметры пара формулой 
, в которой теоретическая скорость на выходе из сопел 
; 
;
средний диаметр первой ступени 
,
|
|
|
гдеG – расход пара в первую ступень турбины;n – частота вращения ротора;
v1t – удельный объем пара на выходе из сопловой решетки первой ступени, 
– отношение окружной скорости и к фиктивной скорости адиабатного истечения сф.Для активных ступеней 
лежит в пределах 0,40¸0,52. Высота лопаток 
1 должна быть не менее 12¸14 мм.
– степень реактивности для активной ступени выбирают в пределах 0,03¸0,07;
– коэффициент расхода сопловой решётки.
Рассчитанное по формуле значение 
должно лежать в пределах 0,8¸1 м. Этого добиваются методом последовательных приближений, меняя высоту лопаток 
или вводя степень парциальности 
.
После определения размеров последней и первой ступеней турбины определяется число ступеней турбины и осуществляется разбивка располагаемого теплоперепада по ступеням. Для этого строят специальную диаграмму, выбирая отрезок 
на оси абсцисс В начале этого отрезка по оси ординат откладывают диаметр 
первой нерегулируемой ступени, а в конце отрезка – диаметр последней ступени турбины (или отсека проточной части турбины) 
.
Проводится кривая диаметров между 
и . В части высокого давления кривая диаметров близка к прямой с небольшим наклоном, так как диаметры от ступени к ступени здесь увеличиваются незначительно. В части низкого давления конденсационных турбин кривая диаметров имеет крутой подъем, обусловленный ростом удельных объемов пара и увеличением степеней реактивности.
|
|
|
На этой же диаграмме проводят кривую отношений скоростей 
для всех ступеней.
Для 
формула для располагаемого теплоперепада ступени по параметрам торможения преобразуется к виду 
Для разбивки общего располагаемого теплоперепада всех нерегулируемых ступеней по отдельным ступеням необходимо определить располагаемый теплоперепад по статическим параметрам 
.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 385; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!