Chuong 3 - Qua trinh bien doi nang luong trong tang tua bin

BÀI GIẢNG TUA BIN HƠI NƯỚC CHƯƠNG QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG TRONG TẦNG TUA BIN HƠI NƯỚC Người giảng: Nguyễn Đức Quyền NỘI DUNG GIẢNG DẠY Chương 3: Quá trình biến đổi lượng tua bin nước 3.1 Các phương trình biến đổi thông số, tiêu lượng dòng qua dãy cánh tua bin 3.1.1 Sự chuyển động dòng qua tầng cánh 3.1.2 Sự biến đổi lượng dãy cánh động 3.1.3 Hiệu suất vành cánh động 3.2 Phương pháp xác định kích thước hiệu suất tương đối tầng 3.2.1 Hiệu suất tương đối tổn thất phụ 3.2.2 Tính kích thước tầng đơn cánh ngắn 3.2.3 Tính tầng tốc độ (tầng kép hay tầng Kéc tít) 3.2.4 Tầng cánh quạt dài, vấn đề tổn thất mài mòn Trao đổi thảo luận NỘI DUNG GIẢNG DẠY Chương 3: Quá trình biến đổi lượng tua bin nước 3.1 Các phương trình biến đổi thông số, tiêu lượng dòng qua dãy cánh tua bin III.1.1 Sù chuyển động dòng dÃy ống phun cánh động Các ống phun tuốc bin nhung rÃnh cong cánh định hinh, đợc lắp bánh tĩnh, tạo nên Thông thờng bánh tĩnh đợc chế tạo thành hai nửa đợc lắp cố định rÃnh thân tuốc bin NI DUNG GING DY III.1.1 Sự chuyển động dòng Tiếp Có hai loại ống phun: ống phun nhỏ dần ống phun to dần Nếu tỷ số áp suất đầu áp suất đầu vào không vợt p* giá trị tơng ứng với tốc độ tíi h¹n ε = *   ε =  Hay *   k + 1 k k thi áp dụng ống phun nhỏ dần nhiệt * = 0,546 bÃo hoà khô * = 0,577 p0 Hình III.1 Các èng phun a) èng phun nhá dÇn; b) èng phun to dần NI DUNG GING DY III.1.1 Sự chuyển động dòng Tiếp Tốc độ lý thuyết tính theo nhiệt giáng đầu vào ®Çu C1t = 2.10 ( i0 − i1t ) + C 02 = 2.10 h0 + C 02 , m / s ®ã h0 = i0 i1t nhiệt giáng đoạn nhiệt ống phun cánh hớng, kJ/kg C tốc độ hơi, m/s Hình III.2,c Quá trình bành trớng thực hơI ống phun giản đồ i-S NI DUNG GING DY III.1.1 Sự chuyển động dòng Tiếp Giua tốc độ thực tế lý thuyết có liên hệ víi qua quan hƯ phơ thc: C1= ϕC1t, m/s Hệ số tốc độ ống phun nhỏ dần tuỳ thuộc vào chiều cao ống phun l Các ống phun không dùng dÃn nở chuyển hoá nang lợng nhiệt thành động nang, mà hớng dòng vào cánh động cách thích hợp NI DUNG GING DY III.1.2 Sự biến đổi lợng dÃy cánh động Khi khỏi ống phun dòng vào dÃy cánh động động nang dòng chuyển hoá thành nang Trong tầng xung lực áp suất giu không đổi vào rÃnh cánh động, lúc tầng phản lực thi áp suất giảm xuống NI DUNG GING DY III.1.2 Sự biến đổi nang lợng dÃy cánh động Ta biểu thị độ phản lực tầng qua công thức sau đây: h02 = h01 + h02 đó: h01 – nhiƯt gi¸ng d·y èng phun h02 – nhiƯt giáng bành trớng dÃy cánh động để đạt đợc dạng rÃnh cánh động tốt ta chấp nhận độ phản lực bé tầng (vào khoảng = ữ 15%) Các cánh động, đĩa mang cánh trục tuốc bin máy làm việc quay Do cần xác định tốc độ vào tơng đối rÃnh Với mục đích ấy, ta dựng tam giác tốc độ vào cho rÃnh cánh động tầng xung lực tầng phản lực NI DUNG GING DY III.1.2 Sự biến đổi nang lợng dÃy cánh động Dựng đợc tam giác tốc độ vào dòng NI DUNG GING DY III.1.2 Sự biến đổi nang lợng dÃy cánh động Dựng đợc tam giác tốc độ vào dòng NI DUNG GING DY III.1.2 Sự biến đổi nang lợng dÃy cánh động Tính tốc độ dòng Xác định thông số đầu vào: po, to, tính io, độ phản lực Tính nhiệt giáng tầng ho, kJ/kg, vẽ trinh giÃn nở giản đồ i-s h01 = (1 − ρ ) h0 TÝnh nhiƯt gi¸n c¸nh híng ho1, kJ/kg C1t = 2000( h01 + χ hvcpr ) TÝnh tèc ®é lý thuyÕt khái cánh hớng C1t, m/s Với tầng không điều chỉnh Kha =0, tầng tiếp theo, hệ số sử dơng tèc ®é Kha =0,75-0,8 pr Tèc ®éCthùc tÕ: C1, = C = 44C1 ,72=.C1t; h +à =h0,95ữ0,98 1t 01 vc W1 = C12 + u 2uC1 cos Tốc độ tơng đối vào cánh động W1, m/s: C1 sin = arcsin Góc vào cánh quạt động: W NI DUNG GING DY III.1.2 Sự biến đổi nang lợng dÃy cánh động Tính tốc độ dòng W12 Tốc độ lý thuyết khỏi cánh động W2t: W2t = 44,72 ρh0 + 2000 Tèc ®é thùc tÕ dòng khỏi dÃy cánh: W2 = W2t Góc dòng khỏi dÃy cánh động: = (3ữ10)0 Tốc độ tuyệt đối dòng khỏi cánh động: C = W22 + u − 2W2 u cos β Gãc tốc độ tuyệt đối: độ khô x x0 + x x= α = arcsin W2 sin β C2 NỘI DUNG GIẢNG DẠY III.1.2 Sù biến đổi nang lợng dÃy cánh động Tính tốc độ dòng C22 Tổn thất tốc độ ra, kJ/kg: hvc = 2000 C12t pr h = − ϕ = h + µ h − ϕ Tæn thÊt èng phun c 01 vc 2000 ( ) ( )( ) 2  W W Tổn thất cánh động hl = 2t −ψ =  ρh0 +  −ψ   2000 2000   ( Nang lợng vào tầng ) ( ) E0 = h0 + χ h − χ1hvc pr vc hi hc hl hvc Hiệu suất tơng đối tầng cánh 0l = E = − E − E − (1 − µ1 ) E = 0 0 = − ξ c − ξ l − (1 − à1 ) vc NI DUNG GING DY III.2 Phơng pháp xác định kích thớc hiệu suất tơng đối tầng 3.2.1 Hiệu suất tơng đối tổn thất phụ Hiệu suất tơng đối 0Ltrên dÃy cánh động đà xác định đợc tổn thất nawng lỵng chđ u; tỉn thÊt nawng lỵng d·y ống phun hc, dÃy cánh động hl tổn thất tốc độ hc2 Ngoài nhxng tổn thất tầng xuất tổn thất phụ: + Tổn thất ma sát lên bề mặt đĩa, tầng trục, đại cánh, ms; + Tổn thất phun tầng, e; + Tổn thất rò qua khe gixa stato roto, y; + Tổn thất ẩm tầng làm việc vùng ẩm, â; NI DUNG GING DY III.2 Phơng pháp xác định kích thớc hiệu suất tơng đối tầng 3.2.1 Hiệu suất tơng đối tổn thất phụ Có thể tính tổn thất ma sát thông xoáy đẩy quẩn theo công thức bán thực nghiệm A.Stodola, [kW]: ®ã: [ N ms = λ Ad + B(1 − e − 0,5e K ) dl 1, ]  u    ρ 100 - 1,5 ữ 1,3 bÃo hoà - 1,2 ữ 1,0 nhiệt; A = ữ 1,07; B = 0,4 ữ 0,6; d - đờng kính trung binh tầng, m; e* - độ phun hơi; eK - độ che phủ cánh quạt; l chiều cao cánh quạt, cm; - mật độ nơi có đĩa quay, kg/m3 N ms theo giá trị tơng đối ms = hms hms = H0 G NI DUNG GING DY III.2 Phơng pháp xác định kích thớc hiệu suất tơng đối tầng 3.2.1 Hiệu suất tơng đối tỉn thÊt phơ Cã thĨ tÝnh tỉn thÊt h¬i rò theo công thức thực nghiệm Anderhoob, [kJ/kg]; r1, h y = 1,72 l h0 víi δ r – khe hë híng kÝnh, mm l – chiỊu cao cánh quạt, mm h0 nhiệt giáng tầng, kJ/kg hay lµ ξy = hy H0 NỘI DUNG GIẢNG DY III.2 Phơng pháp xác định kích thớc hiệu suất tơng đối tầng 3.2.1 Hiệu suất tơng đối tổn thất phụ Với độ xác cần thiết tổn thất ẩm đợc xác định theo phơng trifnh, kJ/kg: hx = (1 x ) hi độ phun e: tỷ số chiều dài vòng cung L có rÃnh ống phun để qua toàn chiều dài vòng tròn (tính theo đờng kính Zt L trung bifnh tầng) e= = 11 d1 d1 e - độ phun (e1); L chiều dài toàn vòng tròn; t1 bớc cánh ống phun; d - đờng kính trung bifnh tầng x = hx H0 hay là: đó: hi nhiệt giáng sử dụng tầng bao gồm tất tổn thất, trừ tổn thất ẩm x - độ khô trung bifnh tầng:x1 + x đây, x1 x2 - độ khô tơng ứng với trớc sau cánh động x= NI DUNG GING DY III.2 Phơng pháp xác định kích thớc hiệu suất tơng đối tầng 3.2.1 Hiệu suất tơng đối tổn thất phụ Tổn thÊt ¸p lùc èng tho¸t tc bin cã thĨ tÝnh theo c«ng thøc: C   ∆p k = p − p k = λ  K  p k  100  ®ã: p2 - áp suất sau cánh động tuốc bin; pk - áp suất ống thoát; CK tốc độ ống thoát: + tuốc bin đối áp CK = 40 ữ 60 m/s + tuốc bin ngng CK = 100 ữ 120 m/s λ - hƯ sè, cã thĨ chÊp nhËn tõ 0,07 ữ 0,1 NI DUNG GING DY III.2 Phơng pháp xác định kích thớc hiệu suất tơng đối tầng 3.2.1 Hiệu suất tơng đối tổn thất phụ Khi đó, hiệu suất tơng đối là: H − hc − hL − hC − hms oi = Nếu ý đến tổn thất phơ kh¸c nua thi: η oi = H − hc − hL − hC2 − hms − h y − hx H0 H0 = − ξ c − ξ L − ξ C2 − ξ ms − y x công suất tầng, kW N i = GH i = GH η oi Giíi thiƯu trùc tiÕp tõ file Word viƯc tÝnh toán tầng đơn cánh ngắn tầng tốc độ kép tít Chơng 3, trang 65, 68; tầng có cánh quạt dài: trang 78 Vấn đề tổn thất ẩm mài mòn cánh quạt Sgk, Chơng 3, trang 83  ... GIẢNG DẠY Chương 3: Quá trình biến đổi lượng tua bin nước 3. 1 Các phương trình biến đổi thơng số, tiêu lượng dòng qua dãy cánh tua bin 3. 1.1 Sự chuyển động dòng qua tầng cánh 3. 1.2 Sự biến đổi... 100  λ - 1,5 ữ 1 ,3 bÃo hoà - 1,2 ữ 1,0 nhiệt; A = ÷ 1,07; B = 0,4 ÷ 0,6; d - đờng kính trung binh tầng, m; e* - độ phun hơi; eK - độ che phủ cánh quạt; l chiều cao cánh quạt, cm; - mật độ... cánh động 3. 1 .3 Hiệu suất vành cánh động 3. 2 Phương pháp xác định kích thước hiệu suất tương đối tầng 3. 2.1 Hiệu suất tương đối tổn thất phụ 3. 2.2 Tính kích thước tầng đơn cánh ngắn 3. 2 .3 Tính tầng