Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC A. VẤN ĐỀ I........................................................................................................................ 2 I. Yêu cầu, nhiệm vụ............................................................................................................ 2 II. Tính toán......................................................................................................................... 2 1. Xây dựng quá trình nhiệt của tầng xung lực (= 0) trên đồ thị is.........................................2 2. Xác định tốc độ hơi sau ống phun đoạn nhiệt (đẳng entropi)..................................................2 3. Lấy (chọn) góc α1 (góc vào cánh động) của tuabin ngưng hơi................................................2 4. Tính theo ηu max ......................................................................................................2 5. Tính tốc độ vòng trên đường kính trung bình ........................................................................2 6. Xác định đường kính trung bình...........................................................................................2 7. Tốc độ hơi ra khỏi ống phun khi tính với = 0; C1t= Ca.........................................................3 8. Dựng tam giác tốc độ vào khi có c1, α1 và u..........................................................................3 9. Góc ra của cánh động.........................................................................................................3 10. Tốc độ w2..........................................................................................................................3 11. Dựng tam giác tốc độ ra khi có w2, β2 và u..........................................................................3 12. Xác định hiệu suất trên vành bánh động .............................................................................4 13. Xác định tổn thất trong ống phun hc ...................................................................................4 14. Xác định tổn thất trong cánh động hL..................................................................................4 15. Xác định tổn thất tốc độ ra khỏi tầng..................................................................................4 16. Xác định chiều cao ống phun .............................................................................................4 17. Tính tổn thất hơi ma sát trên đĩa động hTB, ε = 1 (độ phun hơi với tầng giữa)........................4 18. Tính tổn thất hơi rò rỉ qua khe hở hướng kính cho bộ chèn bánh tĩnh hyT...............................5 19. Tính hiệu suất trong tương đối của tuabin ηoi ......................................................................5 20. Tính công suất trong của tầng............................................................................................6 21. Tính chiều cao của cánh động............................................................................................6 B. VẤN ĐỀ II....................................................................................................................... 6 I. Yêu cầu nhiệm vụ............................................................................................................. 6 II. Tính toán......................................................................................................................... 6 1. Xây dựng quá trình nhiệt của tầng tuabin khi biết p0, t0, p2, ρ trên đồ thị is, xác định nhiệt giáng trên ống phun của tầng..................................................................................................6 2. Xác định tốc độ của hơi sau ống phun ..................................................................................6 3. Xác định ( )H .................................................................................................................7 4. Tính tốc độ vòng u:.............................................................................................................7 5. Tính đường kính trung bình .................................................................................................7 6. Tính w1 và β1 ......................................................................................................................7 7. Tính tốc độ tương đối của hơi ra khỏi cánh động ..................................................................7 8. Xác định c2, α2 ....................................................................................................................7 9. Tính hiệu suất trên vành cánh động theo tam giác tốc độ.......................................................8 10. Tổn thất trong ống phun....................................................................................................8 11. Tổn thất trên cánh động.....................................................................................................8 12. Tổn thất tốc độ ra..............................................................................................................8 13. Tổn thất ma sát với đĩa động..............................................................................................8 14. Tổn thất rò rỉ hơi qua khe hở hướng kính của bánh tĩnh.......................................................8 15. Tính kiểm tra η’u ...............................................................................................................9 16. Tính hiệu suất trong tương đối của tầng (với hB được tầng sau sử dụng hoàn toàn)...............9 17. Chiều cao chỗ ra ống phun ................................................................................................9 18. Chiều cao của cánh động...................................................................................................9 MỤC LỤC......................................................................................................................... 10
Vũ An Đức – Lớp Đ5 Nhiệt TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG ĐỒ ÁN TUABIN NHIỆT Tính toán nhiệt tầng tuabin với hai trường hợp độ phản lực = = 0,2 Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực Chuyên ngành Lớp : KS Bàng Bích : Vũ An Đức : Nhiệt điện : Đ5 – Nhiệt HÀ NỘI, 2014 Vũ An Đức – Lớp Đ5 Nhiệt A VẤN ĐỀ I I Yêu cầu, nhiệm vụ Tính toán tầng xung lực tuabin hơi, biết: Áp suất vào tầng po = 12 bar Nhiệt độ vào tầng to = 290o C Áp suất sau tầng p2 = bar Lưu lượng vào tầng G= 128 kg/s Số vòng quay tuabin n= 3000 v/p Độ phản lực = II Tính toán Xây dựng trình nhiệt tầng xung lực (= 0) đồ thị i-s - Từ Ao (giao điểm đường đẳng áp po = 12 bar đường đẳng nhiệt to = 290o C) ta có io = 3025 kJ/kg - Từ A1t ( giao điểm đường đẳng entropi kẻ qua Ao đường đẳng áp p2 = bar) ta có i1t = 2960 kJ/kg Vì độ phản lực = nên áp suất sau ống phun áp suất sau tầng p1 p2 Nhiệt giáng tầng: ho = io – i1t = 3025 – 2960 = 65 kJ/kg Xác định tốc độ sau ống phun đoạn nhiệt (đẳng entropi) C a= √ =√ = 360,555 m/s Lấy (chọn) góc α1 (góc vào cánh động) tuabin ngưng Chọn α1 = 16o theo ηu max Tính = 0,96 (hệ số tốc độ) Chọn α1 = 16 o = = 0,461 Tính tốc độ vòng đường kính trung bình u= Ca = 0,461.360,555= 166,216 m/s (bỏ qua tổn thất ma sát đĩa) Xác định đường kính trung bình d= = 1,058 m Vũ An Đức – Lớp Đ5 Nhiệt Tốc độ khỏi ống phun tính với = 0; C1t= Ca C1 = Ca = 0,96.360,555 = 346,1328 m/s Dựng tam giác tốc độ vào có c1 , α1 u Dòng qua ống phun, giãn nở từ áp suất trước ống phun p o đến áp suất p1 , tốc độ tăng lên đến c1 , hướng theo góc α1 so với vector tốc độ vòng u cánh động Do dòng khỏi cánh tĩnh vào cánh động với tốc độ tương đối w1 xác định : ⃗⃗⃗⃗⃗ = ⃗⃗⃗ + ⃗⃗⃗⃗ Các vector tốc độ tuyệt đối ⃗⃗⃗ , tốc độ vòng ⃗ tốc độ tương đối ⃗⃗⃗⃗⃗ tạo thành tam giác tốc độ đầu vào cánh động gọi tam giác tốc độ vào Góc tạo thành w1 u ký hiệu β1 Xác định tốc độ tương đối w1 : w1 = √ =√ = 191,905 m/s Xác định góc β1 : sin β1 = sin = sin16 = 0,497 Vậy β1 = 29,8o Góc cánh động β2 = β1 – 3o = 26,8o Hệ số tốc độ ψ = 0,89 10 Tốc độ w2 w2 = ψ.w1 = 0,89.191,905 = 170,795 m/s 11 Dựng tam giác tốc độ có w2 , β2 u β2 = 26,8o w2 = 170,795 m/s u = 166,216 m/s Xây dựng tam giác tốc độ Xác định c2 : c2 = √ =√ = 78,229 m/s Vũ An Đức – Lớp Đ5 Nhiệt Xác định góc : sinα2 = sinβ2 = sin26,8 = 0,984 Vậy α2 = 79,86o 12 Xác định hiệu suất vành bánh động ηu = = = 0,8156 13 Xác định tổn thất ống phun hc hc= (1 - )(i0 – i1t ) = (1 – 0,9216)(3025 – 2960) = 5,096 kJ/kg 14 Xác định tổn thất cánh động hL hL= (1 – ψ2 ) = (1 – 0,7921) = 3,8282 kJ/kg 15 Xác định tổn thất tốc độ khỏi tầng hB = = Tính kiểm tra = 3,06 kJ/kg theo tổn thất: = Chênh lệch ηu = 0,81563 0,00003 < 0,5% Vậy tính toán đạt yêu cầu 16 Xác định chiều cao ống phun l1 = = = 0,101 m 17 Tính tổn thất ma sát đĩa động hTB , ε = (độ phun với tầng giữa) hT B = , kJ/kg NT B = λ(1,07d2 ) { = 1,2.(1,07.1,0582 ) Vũ An Đức – Lớp Đ5 Nhiệt = 25,682 kW Vậy hT B = = = 0,201 kJ/kg 18 Tính tổn thất rò rỉ qua khe hở hướng kính cho chèn bánh tĩnh hyT hyT = h0 , kJ/kg GyT = 316fs√ Với: , kg/s = 0,74 Δ/δ = Δ – chiều dày râu chèn, mm δ = 0,40mm – Khe hở hướng kính chèn bánh tĩnh fs = πdy δ – Diện tích hình vành khăn khe hở hướng kính vòng chèn bánh tĩnh có đường kính dy (lấy dy = 460mm); fs = 0,000579 z – số râu chèn, z = v0 = 0,255 Vậy tính toán GyT = 0,348 kg/s Vậy hyT = 0,177 kJ/kg 19 Tính hiệu suất tương đối tuabin η oi ηoi = (*) hi = h0 – Ʃh = h0 – ( hC + hL + hB + hT B + hyT ) = 65 – (5,096 + 3,8282 + 3,06 + 0,201 + 0,177) = 52,6378 Vậy ηoi = = 0,81 Hiệu suất tương đối tầng tính theo công thức (*) có nghĩa lượng tốc độ hB không dùng cho tầng sau, trường hợp trường hợp tầng sau tuabin Còn tầng trung gian hB sử dụng cho tầng sau Vì hiệu suất tương đối tầng trung gian tính: Vũ An Đức – Lớp Đ5 Nhiệt ηoi = = = 0,85 20 Tính công suất tầng Ni = Ghi = 128.52,6378 = 6737,6384 kW 21 Tính chiều cao cánh động l2 = = = 0,13m v2 tra theo đồ thị i-s trạng thái điểm A2 (v2 = 0,26 m3 /kg) B VẤN ĐỀ II I Yêu cầu nhiệm vụ Tính toán tầng xung lực có độ phản lực tuabin hơi, biết: Áp suất vào tầng: p0 = 12 bar Nhiệt độ vào tầng: t0 = 290 Áp suất sau tầng: p2 = bar Lưu lượng vào tầng: G= 128 kg/s Số vòng quay tuabin: n= 3000 v/ph Độ phản lực: ρ= 0,2 II Tính toán Xây dựng trình nhiệt tầng tuabin biết p0 , t0 , p2 , ρ đồ thị i-s, xác định nhiệt giáng ống phun tầng - Từ A0 (giao điểm đường đẳng áp p0 = 12 bar đường đẳng nhiệt t0 = 290 ) ta có i0 = 3025 kJ/kg - Từ A2t (giao điểm đường đẳng entropi kẻ qua A0 đường đẳng áp p2 = bar) ta có i2t = 2960 kJ/kg Vậy nhiệt giáng tầng: h0 = i0 – i2t = 3025 – 2960 = 65 kJ/kg Độ phản lực ρ = = 0,2 Vậy nhiệt giáng cánh động h02 = ρ.h0 = 0,2.65 = 13 kJ/kg Nhiệt giáng ống phun h01 = h0 – h02 = 65 – 13 = 52 kJ/kg Xác định tốc độ sau ống phun c1 = φ√ = 0,96√ = 309,59 m/s (φ= 0,96 theo vấn đề I) Vũ An Đức – Lớp Đ5 Nhiệt ca = √ =√ = 360,555 m/s Xác định ( )H Đối với tầng phản lực ( )H = 0,5 Tính tốc độ vòng u: u = ( )H = 0,5.360,555 = 180,2775 Tính đường kính trung bình d= = 1,1477 m Tính w1 β1 Chọn α1 = 16o Dựng tam giác tốc độ vào có c1 , α1 u w1 = √ =√ = 145,072 m/s sin β1 = Vậy β1 sinα1 = sin16o = 0,5882 36o Tính tốc độ tương đối khỏi cánh động w2 = ψ√ = 0,92√ = 199,549 m/s Xác định c2 , α2 Chọn β2 = β1 – 5o = 36o – 5o = 31o Dựng tam giác tốc độ biết w2 , β2 u c2 = √ =√ = 103,189 m/s Sin α2 = sinβ2 = sin = 0,996 Vũ An Đức – Lớp Đ5 Nhiệt Vậy α2 = 84,87o Tính hiệu suất vành cánh động theo tam giác tốc độ ηu = = = 0,79980 10 Tổn thất ống phun hC = (1 – φ2 ).h01 = (1 – 0,962 ).52 = 4,0768 kJ/kg 11 Tổn thất cánh động hL = ( - 1) =( – 1) = 3,613 kJ/kg 12 Tổn thất tốc độ hB = = 5,324 kJ/kg 13 Tổn thất ma sát với đĩa động Ta có N T B = λ.1,07d2 = 1,2.1,07.1,14772 = 38,558 kW Vậy hT B = = = 0,301 kJ/kg 14 Tổn thất rò rỉ qua khe hở hướng kính bánh tĩnh Ta có GyT = 316μfs√ Với μ = 0,74 fs = 0,000579 z=9 v0 = 0,255 Vũ An Đức – Lớp Đ5 Nhiệt Vậy GyT = 316.0,74.0,000579√ = 0,348 Vậy hyT = h0 = 65 = 0,177 kJ/kg 15 Tính kiểm tra η’u η’u = = = 0,7997877 Hiệu ηu η’u 0,00001 < 0,5% Vậy tính toán đạt yêu cầu 16 Tính hiệu suất tương đối tầng (với hB tầng sau sử dụng hoàn toàn) ηoi = = = 0,86 17 Chiều cao chỗ ống phun L1 = = = 0,1061m 18 Chiều cao cánh động l2 = = = 0,09m v’2 tra theo đồ thị i-s trạng thái điểm A’2 (hơi khỏi cánh) – v’2 = 0,26m3 /kg Vũ An Đức – Lớp Đ5 Nhiệt MỤC LỤC A VẤN ĐỀ I I Yêu cầu, nhiệm vụ II Tính toán Xây dựng trình nhiệt tầng xung lực (= 0) đồ thị i-s 2 Xác định tốc độ sau ống phun đoạn nhiệt (đẳng entropi) Lấy (chọn) góc α1 (góc vào cánh động) tuabin ngưng Tính theo ηu max Tính tốc độ vòng đường kính trung bình Xác định đường kính trung bình Tốc độ khỏi ống phun tính với = 0; C1t = Ca Dựng tam giác tốc độ vào có c1 , α1 u Góc cánh động 10 Tốc độ w2 11 Dựng tam giác tốc độ có w 2, β2 u 12 Xác định hiệu suất vành bánh động .4 13 Xác định tổn thất ống phun h c 14 Xác định tổn thất cánh động h L 15 Xác định tổn thất tốc độ khỏi tầng 16 Xác định chiều cao ống phun .4 17 Tính tổn thất ma sát đĩa động h TB, ε = (độ phun với tầng giữa) 18 Tính tổn thất rò rỉ qua khe hở hướng kính cho chèn bánh tĩnh h yT .5 19 Tính hiệu suất tương đối tuabin ηoi 20 Tính công suất tầng 21 Tính chiều cao cánh động B VẤN ĐỀ II I Yêu cầu nhiệm vụ II Tính toán Xây dựng trình nhiệt tầng tuabin biết p , t0 , p , ρ đồ thị i-s, xác định nhiệt giáng ống phun tầng .6 Xác định tốc độ sau ống phun Xác định ( )H 10 Vũ An Đức – Lớp Đ5 Nhiệt Tính tốc độ vòng u: .7 Tính đường kính trung bình Tính w1 β1 7 Tính tốc độ tương đối khỏi cánh động Xác định c , α2 Tính hiệu suất vành cánh động theo tam giác tốc độ .8 10 Tổn thất ống phun 11 Tổn thất cánh động 12 Tổn thất tốc độ 13 Tổn thất ma sát với đĩa động 14 Tổn thất rò rỉ qua khe hở hướng kính bánh tĩnh .8 15 Tính kiểm tra η’u .9 16 Tính hiệu suất tương đối tầng (với hB tầng sau sử dụng hoàn toàn) .9 17 Chiều cao chỗ ống phun 18 Chiều cao cánh động MỤC LỤC 10 11