Антиплагиат (1222360), страница 5
Текст из файла (страница 5)
На современных паровыхтурбинах температура перегрева пара колеблется в пределах 360—450 °С.[2]Конструкц ия пароперегревателя выполнена в форме плоской спирали под дно парогенератора с внешним диаметром 200 мм из меднойгибкой трубки внешним диаметром 8 мм. Зазор меж ду витками 2 мм для закрепления проволокой для ж есткости конструкц ии.На рисунке 3.3 изображ ена схема геометрических параметров пароперегревателя.Рисунок 3.3 – Схема геометрических параметров пароперегревателяРасчет длины трубки пароперегревателя:Lп=апп2 , (3.8)где n - число витков, а - расстояние меж ду витками, расстояние от края одной трубки до края другой.Определяем число витков спирали:n=rпа=10010=10 штук . (3.9)Тогда по формуле 3.8 определяем длину пароперегревателя:Lп=10∙3,14∙102=3141 мм .Принимаем длину пароперегревателя Lп=3,14 м.На рисунке 3.4 изображ ена схема крепления пароперегревателя к парогенератору.Рисунок 3.4 – Схема крепления пароперегревателя:1 – парогенератор; 2 – пароперегреватель; 3 – крепление.От патрубка парогенератора паропроводящ ая трубка идет на начало спирали, а из середины к турбине.Для крапления ко дну парогенератора пароперегревателя крепиться на заж имы защ елки для возмож ности сема.Выбор типа и конструкц ии турбиныПаровая турбина представляет собой тепловой двигатель ротативного типа с непрерывным рабочим процессом и двукратнымпреобразованием тепловой энергии пара в механическую работу вращения вала.
При истечении пара через специальныенасадки сопла его потенциальная энергия преобразуется в кинетическую, которая передается па рабочие лопатки ипреобразуется в механическую работу вращения вала турбины.[1]Различают большое количество разновидностей турбин как воздушных, паровых или ж идкостных. Так и применение их широко оттепловых э лектростанц ий до шлифовальных машин, где движ ение рабочего органа осущ ествляется через подачи скоростного потокавоздуха на микротурбину.Выбор типа турбин и определение ее оптимальных параметров, обеспечивающ их получение максимального КПД при заданных искомыхпараметрах, имеют большое значение при проектировании турбин.
Но в связи с обширным видом турбин на оптимальную работуоказывают те параметры, которые характерны только для данного типа турбины. Это приводит к невозмож ности разработкидостаточно точной единой методике определения оптимальных параметров.В связи с э тим для упрощ ения расчета, турбина будет выбрана из книги [1].В практике применяют следующ ие основные виды турбин: ц ентростремительные, ц ентробеж ные и радиально – осевые.Так у радиально – осевых турбины рабочее колесо обладает удлиненными меж лопаточными каналами двоякой кривизны. В рабочемколесе турбин данного типа поток сначала движ ется от периферии к ц ентру, а затем в осевом направлении.Можно осуществить поворот потока из меридионального в осевое направление с минимальными потерями.При большихскоростях больше удлиненные лопатки двоякой кривизны обладают большим запасом прочности.В случае[20]малых размеров турбин возникает серьезное технологически трудное изготовление колеса сhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23822467&repNumb=19/1317.06.2016Антиплагиатканалами двоякой кривизны при слишком малых размерах сечение этих каналов и толщин лопаток.У[20]ц ентробеж ных турбин поток движ ется от ц ентра к периферии.
Такие турбины имеет малое практическое применение в паровыхтурбинах имеет. Эти турбины получили широкое применение в водяных или газовых насосах.Центробеж ные турбина с направлением потока рабочего тела к ц ентру. Преимущ ества ц ентростремительных турбин в ступени мож носрабатывать больший теплоперепад, чем в ступени осевой турбины, более высокая прочность и надёж ность, изготовление радиальныхтурбин прощ е и дешевле, чем осевых.
Недостатком является слож ность компоновки в системе двигателя и слож ность созданиямногоступенчатых турбин с радиальными ступенями. Наиболее часто ц ентростремительные турбины применяются в установках с малымрасходом рабочего тела.Совокупность неподвижных насадок и рабочих лопаток, в которых происходит двойное преобразование энергии пара,[1]определяется ступенью турбины.Активная ступень равного давления, в которойрасширение пара происходит в соплах или в каналах между неподвижными направляющими лопатками, давление пара перед иза лопатками в этом случае одинаково.[1]Реактивная ступень избыточного давлениярасширение пара совершается в направляющих каналах и между рабочими лопатками, давление в реактивной ступени передрабочими лопатками больше, чем за ними.[1]Имея одно сопло и несколько рабочих лопаток.Расширение пара происходит в сопле и каналах между неподвижными направляющими лопатками.[1]Конструктивное исполнение ц ентростремительная турбины активно-реактивная одноступенчатая равного давления.Такая конструкц ия имеет более простую форму рабочего колеса.
Такж е такую форму предлагают выбрать и по ц елесообразностималых оборотов относительно других у которых скорость рабочего колеса порядкаn≥104 обр/мин.Расчет лопаток рабочего колеса.Характерная особенность таких турбин являть малая длина лопаток порядка:hл=0,005÷0,05 м. (3.10)Отношения закругления лопатки к расстоянию меж ду ними:δл Ьл=0,2÷0,5 м.
(3.11)Форма лопатки полукруглая. На рисунке 3.5изображена схема действия центробежной силы частиц пара на рабочую лопатку активной ступени.Рисунок 3.5 – Схема действия центробежной силы пара на рабочую лопаткуСтруя пара поступает на рабочую лопатку полукруглой формы со скоростью Vн. В канале между лопатками пар совершаеткриволинейное движение и, изменяя направления движения, уходит со скоростью Vк.Движение струи пара по криволинейному каналу лопаток сопровождается действием центробежных сил частиц пара на этуповерхность. Центробежные силы выделенных частиц пара а, б и в обозначены на рисунке векторами Р. Согласно законаммеханики их можно разложить на составляющие: Ра, направленные по оси турбины, и Ри, направленные по направлениюдвижения лопаток. При этом составляющие Ра вследствие симметричной формы профиля лопаток взаимно уничтожаются, асоставляющие[1]Рисуммируются и[3]совершаютработу перемещения лопатки.[1]Такая форма является оптимальной.Для закругленных лопаток на практике применяют отношение:δл=0,25∙hл.
(3.12)Диаметр рабочего колеса определяется по готовой турбине, которая имеет 50 мм и будет увеличена в два раза.На рисунке 3.6 изображ ена схема геометрических параметров лопаток турбин.Рисунок 3.6 – Схема геометрических параметров лопаток турбинДиаметр рабочего колеса 0,1 м. Высота рабочей лопатки из формулы 3.10 принимаем hл=0.02 м. По формуле 3.12 определяемзакругление лопатки:δл=0,25∙hл=0,25∙0,02=0,005 м.По формуле 3.9 определяем расстояние меж ду рабочими лопатками:Ьл=δл0,5=0,0050,5=0,01 м.Определяем периметр рабочего колеса:Ррк=2πr=2∙3,14∙0,05=0,314 м, (3.13)где r - радиус рабочего колеса.Определяем количество рабочих лопаток:пл=Ррк Ьл=0,314 0,01 =31,4 штук.
(3.14)Принимаем пл=32 штук.Одной из основных деталей турбины является ее корпус. Обеспечивающ ий улучшенную передачу скоростного потока пара рабочемуколесу. В корпусеразмещены пароподводящие и пароотводящие каналы, закреплены сопловые аппараты,[46]имеются такж е патрубки для отборов пара. На рисунке 3.7 изображ ена схема геометрических параметров корпуса турбины.Рисунок 3.7 – Схема геометрических параметров корпуса турбины:1 – корпус турбины; 2 – сопловой разъем; 3 – рабочее колесо.Из практики вряде случаев при малой мощности и расходе газа[20]становиться ц елесообразным турбины с одиночными соплами.Зазор меж ду корпусом и рабочей турбиной из практического опыта определяется по:Δр/hc=0,05÷0,2 .
(3.15)Следовательно:http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23822467&repNumb=110/1317.06.2016АнтиплагиатΔр=hc∙0,2=0,7∙0,2=1,4 мм .Принимаем зазор Δр=1,5 мм.Схема одноступенчатой ц ентростремительнойтурбины показана на рисунке 3.8. Пар поступает в неподвижную насадку сопло и в результате расширения преобразует своюпотенциальную энергию в кинетическую, приобретая большую скорость. Далее пар поступает в каналы рабочих лопаток и врезультате поворота струи возникает динамическое давление па лопатки, под действием которого вращается диск[1]турбина.Сечение А – В вид сверху турбина закрытая крышкой с пароотводящ им каналом. А – С внутреннее устройство турбины, включающ иерабочее колесо. С – В дно турбины с неподвиж ной насадкой сопло.Рисунок 3.8 – Схема геометрических параметров корпуса турбины:1 – насадка сопло; 2 – рабочие лопатки; 3 – рабочие колесо; 4 – пароотводящ ий канал.Выбор соплаСопло каналпеременного по длине поперечного сечения, предназначенный для разгона жидкостей или газов до заданной скорости ипридания потоку заданного направления.
Служит также устройством для получения газовых и жидкостных струй. Поперечное[9]сечение сопла может быть прямоугольным,круглым, иметь форму кольц а или произвольную форму, в том числе форму э ллипса.Сопло[12]широкоиспользуются в технике в паровых, водяных и газовых турбинах, в ракетных и воздушно-реактивныхдвигателях, в газодинамических лазерах, в[9]магнитогидродинамических [32]установках,в аэродинамических трубах.В соплах происходит непрерывное увеличение скорости жидкости или газа в направлении течения от начального значения вовходном сечении[9]сопла до наибольшей скорости[12]навыходе. При движении по соплу внутренняя энергия рабочего телапреобразуется в кинетическую энергию вытекающей струи, сила реакции которой, направленная противоположно скоростиистечения. В силу закона сохранения энергии одновременно с ростом скорости в соплах происходит непрерывное падениедавления и температуры от их начального значений во входном сечении[9]сопла до наименьшего значений в выходном.На рисунке 3.9 изображ ены параметры рабочего тела по мере прохож дения через сопло.
Пунктирной линией обозначено суж ениесопла.Площадь его поперечного сечения уменьшается с увеличением скорости. В дозвуковом сопле площадь поперечного сеченияуменьшается для получения необходимого разгона жидкости или газа. В сверхзвуковом сопле площадь поперечного сечениясначала уменьшается, но потом на выходе расширяется.В дозвуковом сопле давление на выходе равняется давлению окружающей среды. Скорость сначала возрастает на выходе, но сдостижением давлением определенной величины стабилизируется и остается постоянной.[5]Рисунок 3.9 – Параметры рабочего тела по мере прохож дения через соплоСредняя скорость течения в дозвуковом сопле равняется скорости звука, и дозвуковое сопло становится звуковым — такаяскорость называется критической.Сверхзвуковое сопло имеет такую же форму, что и критическое, у него самое узкое поперечное сечение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
