Исходные данные для выполнения курсовой работы
НАГНЕТАТЕЛИ и ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Методические указания для выполнения курсовой работы
Тверь 2018
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Цель изучения дисциплины состоит в ознакомлении с теоретическими основами и принципами действия компрессоров различных типов, работающих на разнообразных рабочих телах (воздух, кислород, фреон, аммиак и другие газы); насосов и вентиляторов, в энергетическом хозяйстве промышленных предприятий; с конструктивным оформлением этих машин, методами их расчета и конструирования, характерными режимами и технико-экономическими показателями их работы.
Задачи изучения дисциплины:
– получить представление об использовании нагнетателей в различных отраслях народного хозяйства, включая тепловые электрические станции;
– освоить методы расчета основных характеристик машин, позво-ляющие производить коррекцию характеристик при изменении типоразме-ров, условий эксплуатации и т. д.;
– освоить методы конструирования машин по заданным условиям;
– изучить отдельные конструкции гидромашин на примере насосов, вентиляторов, компрессоров;
При изучении дисциплины используются знания и навыки, получен-ные студентами при прослушивании следующих дисциплин: «Высшая ма-тематика», «Физика», «Теоретическая механика», «Техническая термоди-намика», «Тепломассообмен», « Гидрогазодинамика».
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
|
|
|
Вводная часть
Классификация тепловых двигателей и нагнетателей по энергетиче-скому и конструктивному признакам. Классы гидромашин.
Понятия о компрессорах, вентиляторах, насосах, тепловых и гидро-двигателях. Области применения различных машин. Тепловая электриче-ская станция как пример применения тепловых двигателей и нагнетателей.
Принцип преобразования энергии на примере теплового двигателя (турбинной осевой ступени) и центробежного нагнетателя (насоса).
Основные уравнения для одномерного потока, используемые для расчета течения жидкости в нагнетателях и тепловых двигателях: уравне-ние неразрывности, уравнение сохранения энергии, уравнение сохранения количества движения, термическое и калорическое уравнения состояния рабочего тела.
ние косого среза сопла. Потери в соплах, действительный процесс истече-ния из сопел, коэффициенты скорости и расхода, коэффициент потерь энергии в сопловой решетке, важнейшие геометрические характеристики сопловой решетки.
Рабочие лопатки. Скорость выхода рабочего тела из межлопаточных каналов. Потери энергии с выходной скоростью: коэффициенты скорости, потерь энергии, расхода.
Насосы
Определение гидравлических машин, классификация, область при-менения.
|
|
|
Центробежные насосы: устройство, принцип действия, классифи-кация, маркировка. Полный напор насоса. Движение жидкости на рабочем колесе. Осевая сила. Основное уравнение центробежных насосов. Влияние числа лопаток и гидравлических потерь на напор. Влияние выходного угла β2 на напор. Статический и динамический напоры. Коэффициент реактивности рабочего колеса. Высота всасывания насоса. Кавитация, коэффициент кавитации, кавитационные характеристики. Причины и устранение кавитации. Рабочие характеристики. Зависимость КПД и мощности насоса от расхода. Универсальная характеристика. Помпаж. Условия появления и предупреждение. Регулирование подачи насосов. Последовательная и параллельная работа насосов. Пересчет параметров насосов. Пуск и остановка насосов. Основные неполадки в работе насоса.
Поршневые насосы: устройство, принцип действия, классифика-ция, маркировка. Схемы насосов простого, двойного, тройного и четверного действия. Теоретическая мгновенная производительность. Средняя и действительная производительность насосов. Графики их подач. Теоретическая индикаторная диаграмма. Индикаторная и полез-ная мощность насосов. Действительная индикаторная диаграмма. Высота всасывания и рабочие характеристики поршневых насосов. Регу-лирование подачи поршневых насосов. Работа и расчет воздушных колпаков. Эксплуатация и неисправности поршневых насосов. Изменения в индикаторной диаграмме. Достоинства и недостатки поршневых насосов.
|
|
|
Классификация объемных машин по давлению. Ротационные насо-сы: конструкция, работа, подача.
Шестеренные насосы: конструкция, работа, подача, мощность, рабо-чие характеристики.
Осевые насосы: конструкция, работа, маркировка, кавитационный запас. Решетка профилей, параллелограмм скоростей лопатки рабочего колеса. Уравнение неразрывности энергии. Расчет осевых машин.
Вентиляторы
Воздуходувные машины и их классификация, область применения.
Центробежные вентиляторы: назначение, классификация. Схема и принцип действия. Полный напор и мощность центробежного вентилятора. Производительность и рабочие характеристики центробежного вентилято-ра. Работа микроманометра и трубки Прандтля – Пито. Полезный напор вентилятора и влияние на него формы лопаток. Регулирование работы цен-тробежных вентиляторов. Совместная работа вентиляторов. Определение основных размеров центробежных вентиляторов. Форма рабочих колес и их применение. Стандартные положения корпусов вентиляторов. Испол-нение вентиляторных установок. Маркировка вентиляторов. Особенности вентиляторных установок. Выбор вентиляторов.
|
|
|
Осевые вентиляторы: область применения. Схема и принцип дейст-вия, классификация. Назначение основных элементов. Решетка профилей, напор и мощность осевого вентилятора. Рабочие характеристики.
Компрессоры
Классификация компрессорных машин, область применения.
Поршневые компрессоры: классификация, схемы, маркировка поршневых компрессоров. Теоретическая индикаторная диаграмма идеального компрессора и его работа. Теоретическая индикаторная диаграмма с учетом вредного пространства. Действительная индикаторная диаграмма. Объемный КПД компрессора. Производительность поршневых компрессоров и определение числа ступеней сжатия. Схема и работа двух- и трехступенчатых поршневых компрессоров с дифференциальным поршнем. Производительность и мощность поршневых компрессоров. Регулирование подачи. Устройство компрессорной станции. Запуск и эксплуатация компрессоров. Смазка поршневых компрессоров: требования к маслам, марки масел, нормы расхода масел, способы смазки.
Центробежные компрессоры: классификация. Схема и работа ступени компрессора. Уравнение баланса энергии газа и расчета конечного дав-ления газа в рабочем колесе ступени компрессора. Определение напора теоретического и действительного. Коэффициент напора, мощность, привод компрессора. Регулирование производительности. Достоинства и недостатки центробежного компрессора.
Осевые компрессоры: область применения, схема и работа. Схемы решетки профилей лопаток. Определение полной удельной работы ступени.
Степень реактивности ступени осевого компрессора, ее влияние на работу осевого компрессора, КПД ступени. Рабочие характеристики осевого компрессора.
Устройство и работа струйных компрессоров. Сравнение показателей компрессоров.
Тепловые двигатели
Принципиальные схемы осуществления рабочих процессов в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Пути повышения мощности двигателей внутреннего сгорания. Термодинамические циклы двигателей внутреннего сгорания. Общие принципы в устройстве двигателей внутреннего сгорания. Топли-воподающая система и смесеобразование в дизелях. Топливоподающая система в карбюраторных и газовых двигателях. Система зажигания карбюраторных и газовых двигателей. Системы смазки и охлаждения двигателей. Конструкции двигателей внутреннего сгорания. Режимы работы двигателей. Скоростные характеристики. Характеристики двигателей при различных способах регулирования. Нагрузочные и другие характеристики.
Паровые и газовые турбины
Паротурбинные установки и их термический КПД. Основные сведения о паровых турбинах. Тепловой процесс многоступенчатой турбины в Its диаграмме. Коэффициент возврата теплоты. Характеристический коэффициент многоступенчатой турбины. Предельные и единичные мощности турбин. Турбины с отбором пара для регенерации. Особенности профилирования длинных лопаток. Основные данные для проектирования турбины. Расчет осевых усилий. Режимы работы турбин. Давление и расход пара в ступенях турбин и распределение теплоперепадов при переменном режиме. Регулирование турбин. Статическая характеристика регулирования. Параллельная работа турбин. Защита турбин от повышения числа оборотов. Защита турбин от осевого сдвига роторов. Схема маслоснабжения турбин. Конструкции конденсационных паровых турбин.
Схемы и циклы простейших ГТУ. Основные показатели, характеризующие ГТУ и способы повышения экономичности ГТУ. Одновальные ГТУ с ре-генерацией. ГТУ со ступенчатым сжатием и со ступенчатым сгоранием. Сложные и многовальные ГТУ. Замкнутые ГТУ. ГТУ с поршневыми камерами сгорания, парогазовые установки. Типы газовых турбин и особенности их лопаточного аппарата. Конструкции основных деталей газовых турбин и материалы применяемые для их изготовления. Методы повышения термической стойкости турбинных деталей и способы их охлаждения. Камеры сгорания. Современные конструкции ГТУ и области их применения.
Исходные данные для выполнения курсовой работы
Курсовая работа состоит из двух задач и оформляется по ГОСТ 7.32 или ГОСТ 2105.
Задача 1 (варианты 1–9)
Центробежный насос подает воду в количестве Q при температуре t °C из открытой емкости А на геометрическую высоту Hо в закрытую ем-кость B, избыточное давление в которой Рм показывает манометр (рис. 1). Геометрические размеры всасывающего (l1, d1, R) и нагнетательного (l2, d2, R) трубопроводов заданы, материал труб: новые, стальные, цельнотянутые.
По исходным данным (табл. 1):
1) составить уравнение гидравлической сети;
2) построить графическое изображение этого уравнения в координа-тах Q и H. Определить потребный напор насосной установки Нпотр;
3) по справочнику либо каталогу выбрать центробежный насос и вы-чертить его характеристики: Н(Q), N(Q), η(Q) при данной частоте враще-ния n;
4) определить параметры рабочей точки насоса. Определить, обеспе-чит ли выбранный центробежный насос подачу воды в заданном количест-ве Q при расчетном напоре Нпотр. Если нет, то определить необходимую частоту вращения ni, при которой будут обеспечены условия задачи;
5) пересчитать характеристики насоса Н(Q), N(Q) и η(Q) на найден-ную частоту вращения ni, вычертить их и определить мощность и КПД на-соса при заданных условиях;
6) подобрать к насосу электродвигатель.
Таблица 1
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 59; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!