Notatki.pdf

(952 KB) Pobierz
POLITECHNIKA WROCŁAWSKA
Notatki: Maszyny
przepływowe – wykład
Prowadzący: doc. dr inż. Małgorzata Wiewiórowska
pok.162 bud. A-4 konsultacje wt 9-11; pt 9-11
Opracował Łukasz Wicha
I.
1.
Wykład 1
8 X 2009
Maszyny przepływowe dzielimy na:
Cieplne maszyny przepływowe, charakteryzujące się płynem ściśliwym;
ze względu na kierunek przepływu energii dzielmy je na:
2.
II.
III.
IV.
Cieplne silniki (od płynu do wirnika), np. turbina parowa, turbina gazowa,
Cieplne maszyny robocze (od wirnika do płynu), grupa maszyn sprężających,
turbina wiatrowa
np. wentylator, sprężarka, dmuchawa
Hydrauliczne maszyny przepływowe, charakteryzujące się płynem nieściśliwym
Spręż jest to zależność cienienia na wyjściu od cieśnienia na wejściu. Najmniejszym sprężem
Spiętrzenie jest to różnica między wartości na wyjściu i wejściu
Ze względu na kierunek przepływu maszyny przepływowe dzielimy na:
charakteryzują się wentylatory, ich zadaniem jest tylko transport gazu.
1.
2.
3.
V.
1.
2.
VI.
osiowe, aż 93% turbin parowych pracuje na tej zasadzie
promieniowe
diagonalne
Maszyny przepływowe możemy również dzielić na:
wirnikowe
strumieniowe
Turbina parowa jest to maszyna, która nie może sama pracować. Czynnikiem roboczym jest
para wodna o parametrach
���� = 535℃, ���� = 13������������.
Kocioł parowy dostarcza nam do turbiny parę
wodną o zadanych parametrach. Praca kotła nie może się odbyć bez współpracy z wentylatorem.
Notatki: Maszyny przepływowe – wykład
Opracował Łukasz Wicha
Strona
2
z
44
VII.
Obieg pracy turbiny
Po wykonaniu pracy turbiny, para zostaje wprowadzona do kondensatora lub
skraplacza. W punkcie 3’ by uzyskać najlepszą sprawność kotła temperatura pary powinna mieć
���� =
248℃.
Na wylocie turbiny para ma ciśnienie ok. 4kPa i temp. ok.31℃. Z tablic odczytujemy jak jest
temperatura wrzenia dla danego ciśnienia. W układzie regulacji wykorzystuje się parę, która już
wykonała swoją pracę w turbinie. Z turbiny wyprowadzone są upusty do układu regulacji. Najbardziej
ekonomiczne dla obiegu jest układ z 7 podgrzewaczami, wtedy na każdy mamy ok. 30℃ wzrost
temperatury.
poszczególne przemiany w naszym obiegu
2s-3 izobaryczne skraplanie
3-3’ praca pompy
3’-4 podgrzewanie
4-5 parowanie
VIII.
Przykładowe nazwy turbin i wyjaśnienie symboli w nich zawartych
7C50, 7UC60, 13UP55, 13UC105, 13 UK215
pierwsze cyfry (tu 7,13) oznaczają ciśnienie świeżej pary, tzn. za kotłem a przed zaworem
cyfry na końcu (tu 50,60,105,…) oznaczają moc turbiny
K – turbina kondensacyjna, ciśnienie na wyjściu z turbiny jest mniejsze od atmosferycznego,
wykorzystywana w elektrowniach elektrycznych
C – turbina ciepłownicza, ciśnienie na wyjściu z turbiny jest większe od atmosferycznego,
wykorzystywana w elektrociepłowniach
UC – turbina upustowo ciepłownicza
UP – turbina upustowo przeciwprężna
Notatki: Maszyny przepływowe – wykład
Opracował Łukasz Wicha
Strona
3
z
44
I.
Wykład 2
15 X 2009
Parametry spiętrzenia w maszynach przepływowych są najważniejsze (ciśnienie całkowite,
entalpia całkowita i temperatura w skali Kelwina). Parametry spiętrzenia są sumą odpowiednich
parametrów statycznych i dynamicznych. Parametry dynamiczne związane są z prędkością
przepływającego czynnika.
W celu przeprowadzenie analizy pracy w turbinie należy wyznaczyć miejsca, w których
II.
dokonamy pomiaru parametrów czynnika tzw. przekroje kontrolne.
Nie dokonuje się pomiaru w
punkcie tylko w przekroju,
posługujemy się tylko i wyłącznie parametrami uśrednionymi, w
maszynach przepływowych mówi się o parametrach na średnicy podziałowej. Każda maszyna
przepływowa składa z takich podstawowych jednostek, które gdybyśmy obudowali korpusem to
byśmy mieli maszynę jednostopniową, taka maszyna jednostopniowa będzie wykonywać wszystkie
czynności maszyny wielostopniowej, w maszynach przepływowych nazywamy ją stopniem. Stopień
maszyny przepływowej składa się z dwóch kanałów (wieńców): kanał ruchomy (wirnik) i kanał
nieruchomy (kierownica). Ta część w której mocujemy na odwodzie łopatki, nazywamy stopką.
Stopki są różnego kształtu w zależności od mocy, natomiast profile łopatek zależą od rodzaju kanału
(w turbinie, dysze).
III.
Wyznaczamy przekroje kontrolne w turbinie
IV.
W turbinach kierunek przepływu jest od kierownicy do wirnika. Przekroje kontrolne: na
wejściu do kierownicy (parametry pary z kotła) [0], za kierownicą/przed wirnikiem [1], za wirnikiem
[2]. Przekroje te występują w każdym stopniu maszyny. Zamiana jednego parametru w drugi
następuje w turbinie w dwóch etapach (do turbiny dopływa para o parametrach
����
0
= 535℃, ����
0
= 13������������,
na podstawie tych parametrów odczytamy jaką energię cieplną niesie ze
sobą para. Turbina jest taką maszyną przepływową, w której kierunek przepływu przekazywania
energii jest od czynnika do maszyny, tak więc parametry pary będą malały poprzez rozprężanie.
Notatki: Maszyny przepływowe – wykład
Opracował Łukasz Wicha
Strona
4
z
44
Część energii cieplnej rozprężona jest kierownicy do ciśnienia
����
1
(kanałem kierowniczym jest dysza),
zaś w wirniku para nie ulega rozprężaniu
����
1
= ����
2
(kanał wirnikowy jest kanałem o przekroju stałym).
W pierwszym etapie zależy nam by jak najwięcej energii cieplnej przemienić w energię kinetyczną,
natomiast w drugim etapie zamiana energii kinetycznej w mechaniczną. Turbina, w której następuje
zamiana energii cieplnej w energię kinetyczną tylko w kanale kierowniczym, nazywamy
turbiną
akcyjną A.
Turbina, w której rozprężanie następuje w kanale kierowniczym i kanale wirnikowym,
nazywamy
turbiną reakcyjną R.
Wskaźnik reakcyjności
����
będzie nam mówił o rodzaju turbiny. Gdy
przy stopce
���� ≤ 10%
to mamy do czynienia z turbiną akcyjną, zaś dla
���� > 10%
turbina reakcyjna.
Równanie energii przepływu ustalonego dla parametrów właściwych. Na wlocie jest energia
V.
cieplna pary oraz energia kinetyczna, na wylocie również energia cieplna i energia kinetyczna
uzyskana na podstawie spadku entalpii.
����
0
= ����
1
2
2
����
0
����
1
����
0
+ = ����
1
+
2
2
2
2
����
1
− ����
0
����
0
− ����
1
=
2
����
0
− ����
1
jest to spadek entalpii w turbinie, ozn.
ℎ
jeżeli prędkość dopływu pary jest mniejsza niż
70 ����⁄����
to można ją pominąć
(����
0
≤ 70 ����⁄����)
więc prędkość pary na wylocie będzie wynosić
����
1
= √2ℎ
Notatki: Maszyny przepływowe – wykład
Opracował Łukasz Wicha
Strona
5
z
44

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin