Расчет рабочих процессов в практических устройствах

ФЕДЕРАЛЬНОЕ  АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ                       ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА НИКОЛАЯ II »

(МИИТ)

Кафедра: «Теплоэнергетика и водоснабжение на железнодорожном транспорте»

Курсовая работа по дисциплине:

«Нагнетатели и тепловые двигатели»

На тему: «Расчет рабочих процессов в практических устройствах»

Проверил: доцент Пирогов Е.Н.

выполнил: студент  3 курса

Гуменюк В.Б.

Шифр 1410-п/ЭНб-1687

МОСКВА  2017

Содержание

1.Контрольный вопрос №1………………………………………………………3

2.Контрольный вопрос №2……………………………………………………….4

3.Расчет………………………………………………………………………........ 5

4.Расчет сопло Лаваля…………………………………………………………… 7

5.Список литературы …………………………………………………………...13 

Вариант №5

6.Поясните принцип работы понижения выходной абсолютной скорости пара(газа) путем поворота в венце направляющих неподвижных лопаток между двумя венцами рабочих лопаток на одном диске (диск Кертиса).

В 1896 г. американский инженер Ч. Кертис ввел разбивку скоростного перепада на ряд ступеней скорости. При этом пар, покидавший сопло с большой скоростью, отдавал активному венцу только половину своей скоростной энергии. Для этого лопатки венца двигались не с половинной, а с четвертной скоростью по сравнению со скоростью струи пара. Вышедший из первого венца и отдавший ему половину своей скорости пар поворачивался без изменения его параметров на неподвижных лопатках направляющего аппарата и затем поступал на лопатки второго рабочего венца, которому он отдавал всю свою скорость, поскольку второй венец двигался в 2 раза медленнее струи пара. Таким образом, абсолютная скорость первого венца была равной абсолютной скорости второго венца, и их можно объеденитьодном колесе-диске, получившем название диска Кертиса.

[pic 1]

Рассмотрим принцип действия активной многоступенчатой турбины с двумя степенями скорости. Пар (газ) от начального давления ро расширяется в соплах, а на лопатках происходит преобразование кинетической энергии струи пара (газа) в работу на валу. Неподвижные направляющие лопатки изменяют лишь направление скорости потока, что позволяет перераспределить кинетическую энергию пара (газа) между двумя венцами рабочего колеса и позволяет повысить начальную скорость потока и КПД турбины.

Диск Кертиса позволяет срабатывать теплоперепад в 3-4 раза больше, чем простая активная ступень. Следовательно, одна ступень давления с двумя ступенями скорости заменяет 3-4 простые ступени, но это понижает экономичность турбины.

15.В чем заключается целесообразность и необходимость создания многоступенчатых турбин

[pic 2]

Применение многоступенчатых турбин приводит к повышению их КПД по следующим причинам:

В каждой ступени может быть выдержано наивыгоднейшее значение характеристики Стодола (X1=√(∑u2)/44,7/√(R∆Ho)), обеспечивающее получение максимального окружного КПД.

 Небольшие теплоперепады в каждой ступени позволяют применять сходящиеся сопла, имеющие меньшие потери, более простые в технологическом отношении и работающие устойчиво на переменных режимах.  Выходная скорость из каждой ступени (кроме последней) не является потерянной, а может быть использована в последующей ступени, повышая тем самым общий КПД турбины.

Наличие потерь энергии в данной ступени частично компенсируется увеличением действительных располагаемых теплоперепадов следующих ступеней за счет «возвращенного тепла», что также повышает общий КПД турбины.

ЗАДАНИЕ

На основании приведенных ниже исходных данных выполнить поверочный тепловой расчет паровой турбины с одной активной ступенью (см. таблицу 2).

 1. Номинальная эффективная мощность турбины Ne = 200 кВт.

2. Частота вращения ротора турбины п =15000 об/мин.

3. Абсолютное давление пара перед турбиной Р1= 1,3 МПа.