Курсовая работа (т): Расчет тепловой схемы и тепловой расчет проточной части газотурбинной установки

 - КПД входного патрубка;

 - КПД выходного патрубка;

 - КПД турбины [2].

Давление торможения перед турбиной

                               (3.2)

Плотность газа перед турбиной (по параметрам торможения):

                                          (3.3)

Потери давления во входном патрубке

       (3.4)

Давление торможения перед первой ступенью

                        (3.5)

Температура газов за турбиной

                               (3.6)

                                           (3.7)

Температура газов за последней ступенью

                               (3.8)

Считая, что давление газа за турбиной примерно равно давлению газа за последней ступенью, определить плотность газа за последней ступенью по формуле

                                             (3.9)

Потеря полного давления в выходном патрубке

                                                                                                   (3.10)

Давление торможения за последней ступенью

                  (3.11)

Располагаемый теплоперепад (по параметрам перед первой и за последней ступенями турбины)

(3.12)

где                                                              (3.13)

 м                                                                                                     (3.14)

Частота вращения роторов:

                                                                                           (3.15)

 =330,91                              (3.16)

Располагаемый теплоперепад одной ступени

                                   (3.17)

.

Число ступеней турбины:

                                                                           (3.18)

Определить коэффициент возврата теплоты и уточнить теплоперепад ступеней

       (3.19)

Теплоперепад одной ступени

(3.20)

Предварительная оценка высот лопаток первой и последней ступеней

       (3.21)

где  - корневой диаметр первой ступени турбины высокого давления (с аналога);

.

Высота направляющих лопаток на входе

                                                                 (3.22)

Высота лопатки последней ступени

                                                                          (3.23)

где  - периферийный диаметр последней ступени (по аналогу);

 - прикорневой диаметр последней ступени.

Площадь проходного сечения последней ступени

                                                                 (3.24)

Меридиональная скорость за последней ступенью

                                          (3.25)

Найти значение меридиональной скорости за соплами первой ступени, приняв для корневого сечения:

;

 - степень реакции [1];

 - коэффициент скорости [1].

                                     (3.26)

Меридиональная скорость (у корня первой ступени)

                            (3.27)

Расчет первой ступени турбины.

Для обеспечения постоянной меридиональной скорости  по длине лопатки, необходимо увеличение циркуляции скорости от корневых сечений к периферии одновременно это позволит обеспечить постоянство работы по длине лопаток.

Расчет треугольников скоростей выполним для трех сечений: корневого, среднего и периферийного.

Среднее сечение

Средний диаметр в сечении перед соплами

                                                          (3.28)

Допустимо принять: =0,98м

Окружная проекция скорости в корневом сечении

                           (3.29)

Окружная проекция скорости на среднем диаметре

                (3.30)

Окружная и относительная скорости

;                    (3.31)

 ;                                   (3.32)

Для упрощения расчета принять

;      (3.33)

 ;                       (3.34)

                                                                 (3.35)

Располагаемый теплоперепад в рабочей решетке

   (3.36)

Степень реактивности (на среднем диаметре)

                                                                             (3.37)

Относительная скорость за рабочими лопатками:

(принять коэффициент скорости )

                                                                                                      (3.38)

Принять среднюю меридиональную проекцию скорости

                                                                                     (3.39)

вычислить:

                                         (3.40)

                    (3.41)

                  (3.42)

Найдем угол  из соотношения

                                            (3.43)

Найдем температуру, давление и плотность газа

                                        (3.44)

                          (3.45)

   (3.46)

                                                    (3.47)

Диаметр периферийного сечения

                                                                                                                  (3.48)

где

Уточнить средний диаметр

                                                              (3.49)

              (3.50)

                                        (3.51)

 (3.52)

                                                     (3.53)

м                                                  (3.54)

где .

Дальнейшие расчеты сведем в таблицу 2:

Таблица 2

Построим в масштабе треугольник скоростей 1 ступени на

Рис.2 - Треугольник скоростей в сечении 1 ступени dk

Построим в масштабе треугольник скоростей 1 ступени на

Рис.3 - Треугольник скоростей в сечении 1 ступени dc

Построим в масштабе треугольник скоростей 1 ступени на

Рис.4 - Треугольник скоростей в сечении 1 ступени dп

Построим в масштабе треугольник скоростей 2 ступени на

Рис.5 - Треугольник скоростей в сечении 2 ступени dk

Построим в масштабе треугольник скоростей 2 ступени на

Рис.6 - Треугольник скоростей в сечении 2 ступени dс

Построим в масштабе треугольник скоростей 2 ступени на

Рис.7 - Треугольник скоростей в сечении 1 ступени dп

Заключение

В результате проведенной работы был рассчитан аналог газотурбинной установки ГТНР-16, мощностью 16 МВт. В ходе выполнения проекта был произведен расчет тепловой схемы ГТУ, камеры сгорания, цикла, расчет мощности и количества рабочего тела. Также был произведен расчет осевого компрессора и газовой турбины, определены количества и диаметры ступеней и высоты рабочих лопаток.

Мощность, развиваемая газовой турбиной, составила 44,264, из которой МВт - мощность, потребляемая компрессором.

Получили 2 ступени турбины.

компрессор газ турбина лопатка

Список использованных источников

1. Антропов П. Г., Соколов А. А., Ларин Е. А.: Турбины ТЭС и АЭС: Методические указания к курсовому проекту. - Саратовский государственный технический университет, 2009.

. Журнал «Теплоэнергетика» №1, 2008 г.

. Волков М. М., Михеев А. Л., Конев К. А.: Справочник работника газовой промышленности. - М.: Недра, 1989. - 286 с.

. Костюк А. Г., Шерстюк А. Н.: Газотурбинные установки: Учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1979. - 254 с.

. Шнеэ Я. И.: Газовые турбины (теория и конструкция). - М.: Машгиз, 1960. 560 с.

. Щегляев А. В.: Паровые турбины: Теория теплового процесса и конструкции турбин. - М.: Энергоатомиздат, 1993. - 383 с.