最終版本汽輪機課程設計題目第六組cc

1、（20122013學年第1學期） 名稱： 渦輪機專業(yè)方向課程設計 院系： 能源與動力工程學院 班級： 動渦2050 學生： cc xsh 指導老師： xr日期：2013年1月7日1月18日主要參數(shù)：（1）.P0=2.917Mpa，T0=335，（2）.額定功率：1500kW（3）.轉速：5000r/min（4）.機組背壓：1.287Mpa1. 理想比焓降的確定，單級的選擇依據(jù)根據(jù)已知的P0，T0和P2，確定機組的理想絕熱焓降h0,由于機組的進氣管和排氣管都有壓力損失，所以級內的理想絕熱焓降hs應小于機組的理想絕熱焓降h0。再根據(jù)級內的理想焓降確定選用壓力級或者速度級，單級或者多級。在實際應用中

2、，壓力級的最佳速比大于速度級的最佳速比，所以在相同轉速下，速度級的級內焓降要大于壓力級的焓降。速度級常用來在一級中承擔較大焓降的任務，也常用來作為調節(jié)級。但本次課設設計任務中要求設計雙列速度級，所以這一步只來作為參考。2. 速比和節(jié)圓直徑的選擇選定雙列速度級后，通過查速度級輪周效率與速比的關系得知，當速比在。0.2-0.28時輪周效率有最大值。根據(jù)圖表我們先初步選擇了速比Xo，通過速比Xo和級理想出口速度得到圓周速度U，再通過圓周速度U和轉速n確定了節(jié)圓直徑Dcp。由于Dcp還受加工工藝的限制，所以要將Dcp取整。取整后重新調整圓周轉速U。最后得到級的最佳速比（考慮了工藝要求）Xo。圖1 速度

3、級輪周效率與速比的關系3. 反動度的選取在級內引入少量的反動度對改善動葉片中的流動有利，可以提高速度系數(shù)。但隨著反動度的提高最佳速比也會變大，從而使級的焓降降低，故引入的反動度不能過大。而且多數(shù)的速度級處在部分進氣的狀態(tài)下工作，如果引入的反動度過大，必將明顯地引起部分進氣損失和葉端漏氣的增加。根據(jù)說明書中的建議，應從18-20范圍內選取。我們組選取的反動度為18。根據(jù)反動度對速度級輪周效率的影響，最終將反動度在第一列動葉，導葉和第二列動葉內的焓降分配為5，6，7。圖2 反動度對速度級輪周效率的影響4. 葉型的選取 噴嘴和動葉葉片的型線選擇是根據(jù)氣流在出口處的馬赫數(shù)確定。雙列級盡量不要選取縮放噴

4、嘴。為了有利于生產制造降低成本同一組級葉片應盡量選取相同的葉型。本組噴嘴出口馬赫數(shù)為0.924，查表得級組葉型組合KC-1b（噴嘴葉型TC-2b，第列動葉型TP-1b，導葉葉型TP-3A，第列動葉葉型TP-5A）。 1.葉片寬度B和弦長b的選擇 噴嘴和動葉葉片寬度BnBb的選擇必須滿足葉片強度的要求。葉片寬度過大或過小將會造成材料的浪費或引起葉片的斷裂。根據(jù)葉片制造工藝和通用性的要求通常一種葉型僅生產幾檔寬度供選擇使用。所以需根據(jù)葉片強度的估算選取某一檔葉片寬度BnBb以及安裝角yy。當葉片寬度與安裝角確定之后葉片弦長bnbb就確定了。 2. 相對節(jié)距t和葉片數(shù)z的確定 在選取噴嘴和動葉出口角

5、口12時還需選擇相對節(jié)距tn和tbtn=Tn/bntb=Tb/bb.一定的葉型對應有最佳的相對節(jié)距范圍所以在選擇tn和tb時應在相應的最佳范圍內選取。葉柵的上述各項幾何參數(shù)選定之后即可根據(jù)平均直徑dn和db確定噴嘴與動葉數(shù):zn=dn*e*/tn,zb=*db/tb然后取整。從葉片強度考慮，通常葉片數(shù)為偶數(shù)。 根據(jù)取整后的葉片敬求出葉片節(jié)距tn和tb然后在1-y-tn2-y-tb特性曲線上查得12。 3. 汽流出口角12的選擇噴嘴與動葉汽流出口角12對葉柵的通流能力、作功大小及效率高低有較大的影響。決定葉柵出口角大小的最主要因素是相對節(jié)距和安裝角。對應一定的相對節(jié)距和安裝角噴嘴與動葉有一確定的

6、出口角往往需要通過對葉片數(shù)及相對節(jié)距的試湊來滿足1，2的要求。進行級的熱力設計時根據(jù)級蒸汽容積流量的大小，通?？煽紤]在下列范圍中選擇出口角，雙列級中，一般1= 13 到15度，其后備到葉柵的出口角選擇可參考下列范圍2=t- (35) 1=2- (510)2=1-(78)。 5.制表序號名稱符號單位公式及來源備注結果1新蒸汽壓力MPa給定2.9172新蒸汽溫度K給定6083新蒸汽焓KJ/kg按、查i-s圖43082.484新蒸汽比容m3/kg按、查i-s圖40.09049035機組背壓Mpa給定1.2876機組絕熱終焓KJ/kg按、查i-s圖42885.367機組絕熱焓降KJ/kg-197.12

7、8級進汽壓力損失Mpa(0.03-0.05)取0.051,P140.145859級進汽壓力Mpa2.7711510級進汽焓KJ/kg1,P143082.4811級進汽溫度K按、查i-s圖4606.512下的飽和溫度K按、查i-s圖4502513級進汽過熱度K10414阻力系數(shù)（0.050）內選取1,P160.0315排氣管中汽流速度m/s（4060）內選取1,P155016級后至排汽管的排汽損失Mpa1,P150.009652517級排汽壓力Mpa+說明書1.296652518級絕熱終態(tài)蒸汽干度按、 查i-s圖4100%19級絕熱終焓KJ/kg按、 查i-s圖42898.2320級絕熱終比容m

8、3/kg按、 查i-s圖40.171312521級絕熱焓降KJ/kg-184.2522機組額定功率KW給定150023機組經(jīng)濟功率N0eKW（0.90.98）取0.95142524機組有效效率選取20.625級理想出口速度m/s607.042008426節(jié)圓直徑m杭汽廠d雙尺寸系列0.5827轉速nr/s給定83.3333328圓周速度Um/s151.843642329速比U/說明書0.2530級進汽流量Qkg/sN0e /（h0 ）12.0484983831過熱蒸汽絕熱指數(shù)K查取5,P2721.332臨界壓比2,P100.54572773433噴嘴喉部壓力MPa0.983118551.512

9、2934134噴嘴喉部絕熱終焓KJ/kg按、查i-s圖4 2933.0235噴嘴喉部絕熱降KJ/kg-149.4636噴嘴喉部理想出口速度m/s546.73576837噴嘴速度系數(shù)（0.950.97）范圍內選取2,P480.9538噴嘴喉部實際出口速度m/s519.398979639噴嘴喉部前損失KJ/kg2,P6514.5723540噴嘴喉部出口焓KJ/kg+2947.5923541噴嘴喉部出口容M3/kg由、查i-s圖0.152150642噴嘴喉部計算積Q./0.00352943843級反動度%(1820) 范圍內選取說明書1844噴嘴絕熱焓降KJ/kg(1-)3,P47151.08545

10、噴嘴絕熱終焓KJ/kg-2931.39546噴嘴出口壓力MPa由、查i-s圖41.5013225447噴嘴理想出口度m/s2,P47549.699918148噴嘴實際出口度m/s2,P48522.214922249噴嘴損失KJ/kg2,P4914.730787550噴嘴出口焓KJ/kg+2946.12578851噴嘴實際出口度K按、查i-s圖4532.4652噴嘴實際出口容M3/kg按、查i-s圖40.155258453噴嘴出口計算積Q/2,P290.00358210954過熱蒸汽氣體數(shù)RJ/kg.k查得461.7655噴嘴出口馬赫數(shù)2,P90.92368938556級組葉型組合按選取1KC-

11、1b57噴嘴葉型查表1TC-2b58第列動葉型查表1TP-1b59導葉葉型查表1TP-3A60第列動葉葉型查表1TP-5A61噴嘴安裝角º查取73862噴嘴出口汽流角(含汽流偏角)º選取11563噴嘴出口邊厚度m查取70.00057864噴嘴最佳相對距（0.700.75）內選取0.765噴嘴寬度m查取70.030866噴嘴弦長m2,P630.05002739367噴嘴節(jié)距m0.03501917568噴嘴嘴寬m（-）0.00891405369噴嘴喉部減窄數(shù)0.98349475770噴嘴高度×部分進汽度m0.00772308171噴嘴高度m選定0.01472噴嘴部分進

12、汽度0.673噴嘴數(shù)目只取整3174噴嘴喉部實際面積2,P430.00386869975噴嘴出口汽流角(未偏轉時)º2,P1414.7743783676汽流偏轉角º0.22562164177噴嘴出口至級背壓絕熱終焓KJ/kg按、查i-s圖42912.4678噴嘴出口至級背壓絕熱焓降KJ/kg-33.665787579噴嘴出口至級背壓理想出口速度m/s259.483284680噴嘴出口至級背壓絕熱終態(tài)比容M3/kg按、查i-s圖40.173851781噴嘴與動葉的軸向間隙m參考母型動葉有徑向汽封齒0.00182動葉安裝角º查取779.883動葉進口角º查取

13、12284動葉出口角º查取11885動葉出汽邊厚度m查得70.000486動葉寬度m選取70.0387動葉弦長m=/0.03048172888動葉最佳相對節(jié)距(0.600.65)內選取10.6589動葉節(jié)距m0.01981312390動葉喉寬m0.00599899891動葉部分進汽度取比稍大說明書0.6292動葉數(shù)目只取整9193動葉高度m先暫定，后由流量方程校核0.01694動葉頂部和根部間隙面積0.00364425695動葉與噴嘴間隙處流量系數(shù)參考母型0.1596動葉與噴嘴間隙漏汽量Kg/s/流量公式0.50585060297動葉流量Kg/sQ-11.5426477798動葉進口

14、相對轉速m/s377.595993699折入焓KJ/kg71.2893672100動葉進口相對角度º速度20.94790752101動葉汽流偏折角º-1.052092248102級反動度%見本表43項18103動葉反動度%見本表43項說明書5104動葉絕熱焓降KJ/kg定義9.2125105動葉絕熱終焓KJ/kg-2936.913288106動葉總焓降KJ/kg+80.5018672107動葉排汽壓力MPa按、查i-s圖41.443302108動葉理想出口速度m/s2,P48401.2527064109動葉速度系數(shù)按、查曲線0.909110動葉實際相對出口速度m/s2,P4

15、8364.7387101111動葉損失KJ/kg2,P4913.98470387112動葉出口焓KJ/kg+2950.897991113動葉出口溫度K按，查i-s圖4533.59114動葉出口比容m3/kg按，查i-s圖40.16723267115動葉出口計算面積m2/0.005137047116校核動葉葉高m0.014714978117確定動葉葉高比較本表第93項和116項，大者回代入第93項0.016118動葉與噴嘴喉部計算面積比本表第115項與第42項1.455486041119動葉出口實際面積m20.004980483120動葉與噴嘴喉部實際面積比本表第119項與74項1.287379

16、364121動葉出口至級背壓絕熱終焓KJ/kg按，查i-s圖42926.13122動葉出口至級背壓絕熱焓降KJ/kg-24.76799137123動葉出口至級背壓絕熱終態(tài)比容m3/kg按，查i-s圖40.1763021124動葉出口至級背壓理想出口速度m/s222.5668051125動葉排汽絕對速度m/s225.2679157126折入焓KJ/kg25.37281692127動葉排汽絕對角度º速度29.85786404128動葉與導葉間軸向間隙m參考母型0.003129導葉安裝角º查得779130導葉出口角º選取124131導葉進口角º選取131132

17、導葉出汽邊厚度m查取70.000387133導葉最佳相對節(jié)距（0.56-0.63）內選取10.61134導葉寬度m選取70.032135導葉弦長m=/0.032598914136導葉節(jié)距m0.019885337137導葉喉寬m（-）0.007930706138導葉部分進汽度0.62139導葉數(shù)目只取整57140導葉流量kg/s=說明書11.54264777141導葉反動度%見本表第43項說明書6142導葉絕熱焓降KJ/kg定義11.055143導葉絕熱終焓KJ/kg-2939.842991144導葉出口壓力MPa按查i-s圖41.37627108145導葉總焓降KJ/kg+36.4378169

18、2146導葉絕熱出口速度m/s269.9178279147導葉速度系數(shù)按、查曲線0.923148導葉實際出口速度m/s249.1341552149導葉損失KJ/kg2,P495.393903279150導葉出口焓KJ/kg+2945.236895151導葉出口溫度K按查i-s圖4530.07152導葉出口比容m3/kg按查i-s圖40.1693024153導葉出口的計算面積m2/0.007843958154導葉葉高m0.017155導葉與噴嘴喉部計算面積比本表第153項與第42項2.222438673156導葉出口實際面積m20.007232804157導葉與噴嘴喉部實際面積比本表第156項與

19、第74項1.86957012158導葉出口至級背壓絕熱終焓KJ/kg按，查i-s圖42931.45159導葉出口至級背壓絕熱焓降KJ/kg-13.78689465160導葉出口至級背壓理想出口速度m/s166.0535736161導葉出口至級背壓絕熱終態(tài)比容m3/kg按，查i-s圖40.1772568162導葉與動葉軸向間隙m參考給定值0.003163動葉安裝角º查得778164動葉出口角º查取133165動葉進口角º查取157166動葉出汽邊寬度m查得70.00034167動葉最佳相對節(jié)距（0.500.56）內選取10.54168動葉寬度m選取70.025169

20、動葉弦長m/0.025558498170動葉節(jié)距m0.013801589171動葉喉寬m（-）0.007331722172動葉部分進度0.62173動葉數(shù)目只取整132174動葉流量kg/s=說明書11.54264777175動葉進口相對速度m/s126.5169058176折入焓KJ/kg8.003263728177動葉進口相對角度º速度53.46053688178動葉反動度%見本表43項說明書7179動葉絕熱焓降KJ/kg定義12.8975180動葉絕熱終焓KJ/kg-2932.339395181動葉排汽壓力MPa按，查i-s圖41.3016855182動葉總焓降KJ/kg+20

21、.90076373183動葉理想相對出口速度m/s204.4542185184動葉速度系數(shù)按，查曲線0.931185動葉實際相對出口速度m/s2,P48190.3468774186動葉損失KJ/kg2,P492.784796858187動葉出口焓KJ/kg+2935.124192188動葉出口溫度K由、查i-s圖4524.46189動葉出口比容m3/kg由、查i-s圖40.1772263190動葉出口計算面積m2/0.010747015191動葉與噴嘴喉部計算面積比本表第190項與第42項3.044965361192動葉高度m0.017193動葉出口實際面積m20.010200478194動葉

22、與噴嘴喉部實際面積比本表第193項與第74項2.636668964195動葉排汽速度m/s103.9631607196動葉排汽速度損失KJ/kg5.40416939197動葉排汽絕對角度º速度85.70006687198動葉輪周率KW1225.93529199動葉輪周率KW412.5624808200級總輪周功率KW+1638.497771201輪周焓降KJ/kg/Q135.9918655202輪周效率%/0.738083395203噴嘴進汽弧數(shù)選取2204噴嘴出口實際面積m20.003875784205部分進汽損失(斥汽損失)KJ/kg2,P560.820621314206汽室中氣體的比容m3/kg0.16624235207工質性質系數(shù)選取2,P551208摩擦耗功KW2,P557.084417645209鼓風損失KWDcp， l單位mm，n-r/min0.0612995210摩擦鼓風損失KJ/kg0.59307948