Коэффициент возврата тепла
Вследствие того, что с увеличением энтропии изобары в is диаграмме расходятся, сумма адиабатических перепадов тепла в ступенях больше располагаемого теплоперепада для всей турбины
Это объясняется тем, что потери в каждой ступени, вызывая прирост теплосодержания отработавшего пара и увеличение его энтропии, обуславливают некоторое повышение теплоперепада последующих ступеней.
Обычно полагают
где α – коэффициент возврата тепла.
; (1)
где - суммарное количество добавочного тепла в результате частичного использования потерь.
Ранее мы имели для турбины в целом
, т.е.
и для обычной ступени
, т.е. , поэтому можно написать
Предполагая к.п.д. различных ступеней одинаковыми и, обозначая их , найдем
(2)
т.е. к.п.д. турбины выше среднего к.п.д. отдельной ступени.
Коэффициент возврата тепла α тем выше, чем больше потери в отдельных ступенях, чем выше начальная температура пара чем больше число ступеней турбины.
При расчетах турбины обычно задаются α = 0,03÷0,08.
Величину коэффициента возврата тепла можно найти сравнивая работу политропического и адиабатического расширения при бесконечно большом числе ступеней.
Для бесконечно большого числа ступеней
(3)
Где - работе политропического расширения (3а)
- работе адиабатического расширения
Для показателя политропны n мы получали выражение через коэффициент потерь энергии ξс
Если обозначить коэффициент потерь энергии в турбине через
, то по аналогии будем иметь выражение для показателя политропны для всей турбины
(4)
Преобразуем формулу (4) разделив числитель и знаменатель правой части на k
;
или
(5)
Записывая уравнение работы политропического расширения для всей турбины, используем уравнение (3а) подставляя туда вместо выражение , тогда
(6)
и коэффициент получит следующее выражение
(7)
Если принять за L работу действительного адиабатического процесса
, то выражение для будет иметь несколько другой вид
При конечном числе ступеней z коэффициент возврата тепла определяется по формуле
(8)
Значения коэффициента можно брать из графика (для газовых турбин). Для предварительной оценки коэффициента α можно пользоваться методом Флюгеля
где z – число ступеней турбины; Нm – перепад тепла по линии ВD, проходящей через середину отрезка FC.
Точка С находится при помощи соотношения
(величиной задаются).
Согласно Г.С. Жирицкого коэффициент α может быть определен ориентировочно путем предварительного нанесения процесса турбины на is диаграмме. С этой целью выбирают турбины, определяют точку С и проводят линию состояния пара в турбине. А0С в виде прямой.
Затем производят разбивку теплового перепада по ступеням и находят
После поступенчатого расчета турбины величину α обязательно проверяют.
Для насыщенного пара коэффициент возврата тепла можно определять по графику
При отсутствии графиков можно пользоваться формулой
,
где - внутренний к.п.д. турбины.
k = 0,2 для перегретого пара; k = 0,12 для насыщенного пара.
Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 3760;