最终版本汽轮机课程设计题目(第六组)-cc.doc

（20122013 学年第 1 学期） 名称： 涡轮机专业方向课程设计 院系： 能源与动力工程学院 班级： 动涡2050 学生： cc xsh 指导老师： xr 日期：2013年1月7日1月18日主要参数：（1）.P0=2.917Mpa，T0=335，（2）.额定功率：1500kW（3）.转速：5000r/min（4）.机组背压：1.287Mpa1. 理想比焓降的确定，单级的选择依据根据已知的P0，T0和P2，确定机组的理想绝热焓降h0,由于机组的进气管和排气管都有压力损失，所以级内的理想绝热焓降hs应小于机组的理想绝热焓降h0。再根据级内的理想焓降确定选用压力级或者速度级，单级或者多级。在实际应用中，压力级的最佳速比大于速度级的最佳速比，所以在相同转速下，速度级的级内焓降要大于压力级的焓降。速度级常用来在一级中承担较大焓降的任务，也常用来作为调节级。但本次课设设计任务中要求设计双列速度级，所以这一步只来作为参考。2. 速比和节圆直径的选择选定双列速度级后，通过查速度级轮周效率与速比的关系得知，当速比在。0.2-0.28时轮周效率有最大值。根据图表我们先初步选择了速比Xo，通过速比Xo和级理想出口速度得到圆周速度U，再通过圆周速度U和转速n确定了节圆直径Dcp。由于Dcp还受加工工艺的限制，所以要将Dcp取整。取整后重新调整圆周转速U。最后得到级的最佳速比（考虑了工艺要求）Xo。图1 速度级轮周效率与速比的关系3. 反动度的选取在级内引入少量的反动度对改善动叶片中的流动有利，可以提高速度系数。但随着反动度的提高最佳速比也会变大，从而使级的焓降降低，故引入的反动度不能过大。而且多数的速度级处在部分进气的状态下工作，如果引入的反动度过大，必将明显地引起部分进气损失和叶端漏气的增加。根据说明书中的建议，应从18-20范围内选取。我们组选取的反动度为18。根据反动度对速度级轮周效率的影响，最终将反动度在第一列动叶，导叶和第二列动叶内的焓降分配为5，6，7。 图2 反动度对速度级轮周效率的影响4. 叶型的选取 喷嘴和动叶叶片的型线选择是根据气流在出口处的马赫数确定。双列级尽量不要选取缩放喷嘴。为了有利于生产制造降低成本同一组级叶片应尽量选取相同的叶型。本组喷嘴出口马赫数为0.924，查表得级组叶型组合KC-1b（喷嘴叶型TC-2b，第列动叶型TP-1b，导叶叶型TP-3A，第列动叶叶型TP-5A）。 1.叶片宽度B和弦长b的选择 喷嘴和动叶叶片宽度BnBb的选择必须满足叶片强度的要求。叶片宽度 过大或过小将会造成材料的浪费或引起叶片的断裂。根据叶片制造工艺和通用性的要求通常一种叶型仅生产几档宽度供选择使用。所以需根据叶片强度的估算选取某一档叶片宽度BnBb以及安装角yy。当叶片宽度与安装角确定之后叶片弦长bnbb就确定了。 2. 相对节距t和叶片数z的确定 在选取喷嘴和动叶出口角口12时还需选择相对节距tn和tbtn=Tn/bntb=Tb/bb.一定的叶型对应有最佳的相对节距范围所以在选择tn和tb时应在相应的最佳范围内选取。叶栅的上述各项几何参数选定之后即可根据平均直径dn和db确定喷嘴与动叶数:zn=dn*e*/tn,zb=*db/tb然后取整。从叶片强度考虑，通常叶片数为偶数。 根据取整后的叶片敬求出叶片节距tn和tb然后在1-y-tn2-y-tb特性曲线上查得12。 3. 汽流出口角12的选择 喷嘴与动叶汽流出口角12对叶栅的通流能力、作功大小及效率高低有较大的影响。决定叶栅出口角大小的最主要因素是相对节距和安装角。对应一定的相对节距和安装角喷嘴与动叶有一确定的出口角往往需要通过对叶片数及相对节距的试凑来满足1，2的要求。进行级的热力设计时根据级蒸汽容积流量的大小，通常可考虑在下列范围中选择出口角，双列级中，一般1= 13 到15度，其后备到叶栅的出口角选择可参考下列范围2=t- (35) 1=2- (510)2=1-(78)。 5.制表序号名称符号单位公式及来源备注结果1新蒸汽压力MPa给定2.9172新蒸汽温度K给定6083新蒸汽焓KJ/kg按、查i-s图43082.48 4新蒸汽比容m3/kg按、查i-s图40.09049035机组背压Mpa给定1.2876机组绝热终焓KJ/kg按、查i-s图42885.367机组绝热焓降KJ/kg-197.128级进汽压力损失Mpa(0.03-0.05) 取0.051,P140.145859级进汽压力Mpa2.7711510级进汽焓KJ/kg1,P143082.4811级进汽温度K按、查i-s图4606.512下的饱和温度K按、查i-s图4502513级进汽过热度K10414阻力系数（0.050）内选取1,P160.0315排气管中汽流速度m/s（4060）内选取1,P155016级后至排汽管的排汽损失Mpa1,P150.009652517级排汽压力Mpa+说明书1.296652518级绝热终态蒸汽干度按、 查i-s图4100%19级绝热终焓KJ/kg按、 查i-s图42898.2320级绝热终比容m3/kg按、 查i-s图40.171312521级绝热焓降KJ/kg-184.2522机组额定功率KW给定150023机组经济功率N0 eKW（0.90.98）取0.95142524机组有效效率选取20.625级理想出口速度m/s607.042008426节圆直径m杭汽厂d双尺寸系列0.5827转速nr/s给定83.3333328圆周速度Um/s151.843642329速比U/说明书0.2530级进汽流量Qkg/sN0 e /（h0 ）12.0484983831过热蒸汽绝热指数K查取5,P2721.332临界压比2,P100.54572773433喷嘴喉部压力MPa0.983118551.5122934134喷嘴喉部绝热终焓KJ/kg按、查i-s图4 2933.0235喷嘴喉部绝热降KJ/kg-149.4636喷嘴喉部理想出口速度m/s546.73576837喷嘴速度系数（0.950.97）范围内选取2,P480.9538喷嘴喉部实际出口速度m/s519.398979639喷嘴喉部前损失KJ/kg2,P6514.5723540喷嘴喉部出口焓KJ/kg+2947.5923541喷嘴喉部出口容M3/kg由、查i-s图0.152150642喷嘴喉部计算积Q./ 0.00352943843级反动度%(1820) 范围内选取说明书1844喷嘴绝热焓降KJ/kg(1-)3,P47151.08545喷嘴绝热终焓KJ/kg-2931.39546喷嘴出口压力MPa由、查i-s图41.5013225447喷嘴理想出口度m/s2,P47549.699918148喷嘴实际出口度m/s2,P48522.214922249喷嘴损失KJ/kg2,P4914.730787550喷嘴出口焓KJ/kg+2946.12578851喷嘴实际出口度K按、查i-s图4532.4652喷嘴实际出口容M3/kg按、查i-s图40.155258453喷嘴出口计算积Q/2,P290.00358210954过热蒸汽气体数RJ/kg.k查得461.7655喷嘴出口马赫数2,P90.92368938556级组叶型组合按选取1KC-1b57喷嘴叶型查表1TC-2b58第列动叶型查表1TP-1b59导叶叶型查表1TP-3A60第列动叶叶型查表1TP-5A61喷嘴安装角查取73862喷嘴出口汽流角(含汽流偏角)选取11563喷嘴出口边厚度m查取70.00057864喷嘴最佳相对距（0.700.75）内选取0.765喷嘴宽度m查取70.030866喷嘴弦长m2,P630.05002739367喷嘴节距m0.03501917568喷嘴嘴宽m（-）0.00891405369喷嘴喉部减窄数0.98349475770喷嘴高度部分进汽度m0.00772308171喷嘴高度m选定0.01472喷嘴部分进汽度0.673喷嘴数目只取整3174喷嘴喉部实际面积2,P430.00386869975喷嘴出口汽流角(未偏转时)2,P1414.7743783676汽流偏转角0.22562164177喷嘴出口至级背压绝热终焓KJ/kg按、查i-s图42912.4678喷嘴出口至级背压绝热焓降KJ/kg-33.665787579喷嘴出口至级背压理想出口速度m/s259.483284680喷嘴出口至级背压绝热终态比容M3/kg按、查i-s图40.173851781喷嘴与动叶的轴向间隙m参考母型动叶有径向汽封齿0.00182动叶安装角查取779.883动叶进口角查取12284动叶出口角查取11885动叶出汽边厚度m查得70.000486动叶宽度m选取70.0387动叶弦长m=/0.03048172888动叶最佳相对节距(0.600.65)内选取10.6589动叶节距m0.01981312390动叶喉宽m0.00599899891动叶部分进汽度取比稍大说明书0.6292动叶数目只取整9193动叶高度m先暂定，后由流量方程校核0.01694动叶顶部和根部间隙面积0.00364425695动叶与喷嘴间隙处流量系数参考母型0.1596动叶与喷嘴间隙漏汽量Kg/s/流量公式0.50585060297动叶流量Kg/sQ-11.5426477798动叶进口相对转速m/s377.595993699折入焓KJ/kg71.2893672100动叶进口相对角度速度20.94790752101动叶汽流偏折角-1.052092248102级反动度%见本表43项18103动叶反动度%见本表43项说明书5104动叶绝热焓降KJ/kg定义9.2125105动叶绝热终焓KJ/kg-2936.913288106动叶总焓降KJ/kg+80.5018672107动叶排汽压力MPa按、查i-s图41.443302108动叶理想出口速度m/s2,P48401.2527064109动叶速度系数按、查曲线0.909110动叶实际相对出口速度m/s2,P48364.7387101111动叶损失KJ/kg2,P4913.98470387112动叶出口焓KJ/kg+2950.897991113动叶出口温度K按，查i-s图4533.59114动叶出口比容m3/kg按，查i-s图40.16723267115动叶出口计算面积m2/0.005137047116校核动叶叶高m0.014714978117确定动叶叶高比较本表第93项和116项，大者回代入第93项0.016118动叶与喷嘴喉部计算面积比本表第115项与第42项1.455486041119动叶出口实际面积m20.004980483120动叶与喷嘴喉部实际面积比本表第119项与74项1.287379364121动叶出口至级背压绝热终焓KJ/kg按，查i-s图42926.13122动叶出口至级背压绝热焓降KJ/kg-24.76799137123动叶出口至级背压绝热终态比容m3/kg按，查i-s图40.1763021124动叶出口至级背压理想出口速度m/s222.5668051125动叶排汽绝对速度m/s225.2679157126折入焓KJ/kg25.37281692127动叶排汽绝对角度速度29.85786404128动叶与导叶间轴向间隙m参考母型0.003129导叶安装角查得779130导叶出口角选取124131导叶进口角选取131132导叶出汽边厚度m查取70.000387133导叶最佳相对节距（0.56-0.63）内选取10.61134导叶宽度m选取70.032135导叶弦长m=/0.032598914136导叶节距m0.019885337137导叶喉宽m（-）0.007930706138导叶部分进汽度0.62139导叶数目只取整57140导叶流量kg/s=说明书11.54264777141导叶反动度%见本表第43项说明书6142导叶绝热焓降KJ/kg定义11.055143导叶绝热终焓KJ/kg-2939.842991144导叶出口压力MPa按查i-s图41.37627108145导叶总焓降KJ/kg+36.43781692146导叶绝热出口速度m/s269.9178279147导叶速度系数按、查曲线0.923148导叶实际出口速度m/s249.1341552149导叶损失KJ/kg2,P495.393903279150导叶出口焓KJ/kg+2945.236895151导叶出口温度K按查i-s图4530.07152导叶出口比容m3/kg按查i-s图40.1693024153导叶出口的计算面积m2/0.007843958154导叶叶高m0.017155导叶与喷嘴喉部计算面积比本表第153项与第42项2.222438673156导叶出口实际面积m20.007232804157导叶与喷嘴喉部实际面积比本表第156项与第74项1.86957012158导叶出口至级背压绝热终焓KJ/kg按，查i-s图42931.45159导叶出口至级背压绝热焓降KJ/kg-13.78689465160导叶出口至级背压理想出口速度m/s166.0535736161导叶出口至级背压绝热终态比容m3/kg按，查i-s图40.1772568162导叶与动叶轴向间隙m参考给定值0.003163动叶安装角查得778164动叶出口角查取133165动叶进口角查取157166动叶出汽边宽度m查得70.00034167动叶最佳相对节距（0.500.56）内选取10.54168动叶宽度m选取70.025169动叶弦长m/0.025558498170动叶节距m0.013801589171动叶喉宽m（-）0.007331722172动叶部分进度0.62173动叶数目只取整132174动叶流量kg/s=说明书11.54264777175动叶进口相对速度m/s126.5169058176折入焓KJ/kg8.003263728177动叶进口相对角度速度53.46053688178动叶反动度%见本表43项说明书7179动叶绝热焓降KJ/kg定义12.8975180动叶绝热终焓KJ/kg-2932.339395181动叶排汽压力MPa按，查i-s图41.3016855182动叶总焓降KJ/kg+20.90076373183动叶理想相对出口速度m/s204.4542185184动叶速度系数按，查曲线0.931185动叶实际相对出口速度m/s2,P48190.3468774186动叶损失KJ/kg2,P492.784796858187动叶出口焓KJ/kg+2935.124192188动叶出口温度K由、查i-s图4524.46189动叶出口比容m3/kg由、查i-s图40.1772263190动叶出口计算面积m2/0.010747015191动叶与喷嘴喉部计算面积比本表第190项与第42项3.044965361192动叶高度m0.017193动叶出口实际面积m20.010200478194动叶与喷嘴喉部实际面积比本表第193项与第74项2.636668964195动叶排汽速度m/s103.9631607196动叶排汽速度损失KJ/kg5.40416939197动叶排汽绝对角度速度85.70006687198动叶轮周率KW1225.93529199动叶轮周率KW412.5624808200级总轮周功率KW+1638.497771201轮周焓降KJ/kg/Q135.9918655202轮周效率%/0.738083395203喷嘴进汽弧数选取2204喷嘴出口实际面积m20.003875784205部分进汽损失(斥汽损失)KJ/kg2,P560.820621314206汽室中气体的比容m3/kg0.16624235207工质性质系数选取2,P551208摩擦耗功KW2,P557.084417645209鼓风损失KWDcp， l单位mm，n-r/min0.0612995210摩擦鼓风损失KJ/kg0.593079482211