Результаты предварительных расчетов при моделировании турбопривода на модельном рабочем теле (воздухе).
Модельным рабочим телом является воздух.
Задаваемые, предварительные параметры:
Эффективная мощность турбины N=720 КВт;
Полное давление на входе Р00 =1.6 ПМа;
Полное давление на выходе Р2 = 0.8 ПМа;
Неизменные параметры:
Частота вращения ώ =314 рад./сек. (3000 об/мин.);
Средний диаметр D ср. =640 мм;
Окружная скорость U = 100 (м/сек);
Перепад давления в сопловом аппарате δ = 2.
Адиабатическая скорость на выходе из соплового аппарата C ад. = 329 (м/сек.).
В данном случае моделирования окружная скорость, перепад давления и средний диаметр турбины остаются, как и у натурной турбины. Отличие заключаются в параметрах рабочего тела (воздуха).
Параметры рабочего тела:
Газовая постоянная R=287 (Дж/кг× К);
Показатель адиабаты k = 1.4;
Теплоемкость при постоянном давлении СР = 1005 (Дж/кг× К). Для рассмотренного диапазона температур СР принимается постоянной;
Температура рабочего тела, на входе Т = 300 К. (постоянная).
Основные параметры, полученные в результате предварительного расчета на модельном теле приведены в таблице 5.1.
Таблица 5.1.
| N т. Эфкт (кВт.) | ηТ КПД. | V объемный расход при Р00 =1.6 МПа (абсолютных) (м3/час) | m Г (кг/сек.) секундный расход. | h лоп.. (ММ.) | ε парциа льность | h соп. (ММ.) |
| 720.1 | 0.608 | 4234.23 | 21.857 | 12 | ε =1 | 12 |
|
|
|
Ниже приведен пример расчета одного из вариантов осевой одноступенчатой активной турбины мощностью 720 кВт, при перепаде на турбине 
(1,33 МПа/0,667 МПа) и парциальности 
.
Исходные данные:
Мощность турбины: 
Вт
Частота вращения: 
Входное полное давление: 
Па
Выходное полное давление: 
Па
Входная температура торможения: 
К
Свойства газа: 
Газовая постоянная: 
Показатель изоэнтропы: 
Основные параметры, полученные в расчете:
Результаты подробного расчёта:
Определение окружной скорости и среднего диаметра:
Перепад: 
Критическая скорость: 
Адиабатная удельная работа: 
Адиабатная скорость: 
Принимаем: 
Тепловая степень реактивности: 
Отношение скоростей:
Определение радиального зазора: 
Относительный радиальный зазор: 
|
|
|
Параметры потока в осевом зазоре:
Удельная работа сопловой решетки: 
Адиабатная скорость на выходе сопла: 
Приведенная скорость:
Статическое давление: 
Статическая температура: 
Плотность газа: 
Определение массового расхода: 
Эффективная удельная работа: 
Коэффициент удельной работы: 
Параметры потока в осевом зазоре:
Определение угла установки лопатки (сопла) на выходе:
Определение скоростного коэффициента потерь: 
Действительная скорость на выходе сопла: 
Приведенная скорость: 
Коэффициент восстановления полного давления: 
Полное давление: 
Статическое давление:
Статичеcкая температура: 
Плотность газа: 
Скорость звука: 
Число Маха: 
Относительная скорость: 
Приведенная окружная скорость: 
Температура торможения в относительном движении: 
Критическая скорость в относительном движении: 
Приведенная относительная скорость: 
Приведенный расход: 
Число Маха в относительном движении: 
Полное давление в относительном движении: 
|
|
|
Определение оптимальной высоты рабочей лопатки:
Относительная ширина: 
Относительная ширина бандажа: 
Ширина решетки: 
Ширина бандажа: 
Начальное приближение для относительного шага: 
Шаг решетки: 
Степень парциальности и высота рабочей лопатки:
Находим 
Берем:
Относительная высота лопатки: 
Высота лопатки: 
Определение параметров сопловой решетки:
Входной угол: 
Число Маха по адиабатной скорости: 
Эффективный угол выхода сопла: 
Определение профиля лопатки: C9015B
Относительный шаг: 
Определение ширины решетки: 
Угол установки: 
Коэффициент потерь: 
Хорда лопатки: 
Шаг: 
Число сопловых лопаток: 
Cтепень парциальности: 
Определение параметров рабочей решетки:
Высота лопатки на входе:
Угол потока на входе: 
Адиабатическая относительная скорость на выходе колеса: 
Приведенная адиабатическая относительная выходная скорость: 
Число Маха: 
Задание скоростного коэффициента: 
Относительная скорость на выходе: 
Приведенная относительная скорость на выходе: 
Относительный расход: 
Коэффициент полного давления: 
Определение высоты лопатки на выходе: 
Расход утечки: 
Коэффициент расхода: 
Расход через рабочую решетку: 
Угол потока на выходе: 
Эффективный угол на выходе: 
|
|
|
Определение профиля: P2022B
Относительный шаг: 
Определение ширины решетки: 
Угол установки: 
Коэффициент сопротивления: 
Хорда лопатки: 
Шаг лопаток: 
Число лопаток: 
Уточнение шага
Параметры потока на выходе колеса:
Полное давление в относительном движении: 
Абсолютная выходная скорость: 
Угол абсолютной скорости на выходе: 
Статическая температура: 
Температура торможения: 
Критическая скорость: 
Приведенная выходная скорость: 
Полное давление: 
Плотность газа: 
Определение энергетических параметров:
Отношение скоростей: 
Окружной К.П.Д: 
Окружная удельная работа: 
Объемный К.П.Д: 
Окружная мощность: 
Мощность дискового трения: 
Потери на парциальность: 
Эффективная мощность: 
Эффективная удельная работа:
Коэффициент удельной работы:
Полный к.п.д. турбины:
Объемный расход газа: 
На основании результатов предварительных расчетов параметров моделирования можно сделать следующие выводы.
Таким образом, увеличивая входное давление до 1,33 - 1.6 МПа при одинаковом перепаде давления на сопловом аппарате (так - же как при применении натурного рабочего тела), фактически при одинаковой геометрии диска турбины можно реализовать заданную мощность на модельном теле. Главным условием является реализация полученного значение секундного расхода модельного тела и соблюдение основных критериев подобия при моделировании. Из критериев подобий необязательно соблюдать критерий U/ C ад, но в зависимости от типа и характеристик нагрузочного устройства (тормоз) данный критерий желательно соблюдать.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 433; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!