4. Теоретичні розрахунки
Їх виконують на підставі експериментальних вимірювань тиску та температур пари в котлі та пароперегрівачі з використанням h-S діаграми водяної пари . Порядок розрахунку такий.
4.1. Вважаючи , що ступінь сухості водяної пари на виході з котла Х = 0.85, згідно з тиском пари в котлі (по манометру) знаходять на h-S діаграмі точку, яка характеризує стан та параметри пари в котлі. Схему h-S діаграми треба відтворити на окремому аркуші так, щоб була у збільшеному вигляді показана ділянка, де відображають зміни стану пари, при тому треба лінією подвійної товщини показати суху насичену пару, а тонкими лініями показати декілька значень тисків, температур, питомих об’ємів та степенів сухоти, позначивши їх значення в одиницях системи СІ.
4.2. Вважаючи, що тиск пари на виході із пароперегрівача дорівнює іі тиску на виході з котла, відображають процес перегріву пари в пароперегрівачі на схемі h-s діаграми. При тому визначають по h-s діаграмі стан пари на виході з пароперегрівача та іі параметри на перетині ізобари Ро з ізотермою t1 (температурою пари на виході з пароперегрівача за даними експериментального вимірювання).
4.3. Вважаючи виток пари з сопла турбіни адіабатним, відтворюють його на схемі діаграми h-S, визначають кінцеві параметри пари на перетині адіабати та ізобари Ратм = 1ата..
4.4. Оскільки
швидкість пари на виході з сопла, що
звужується , за рівнянням Сен-Венана та
Вентцеля, не може перевищувати звукової
швидкості, перевіряють, чи сягає тиск
пари на турбіну критичного, визначивши
співвідношення Ратм/Ро. Якщо Ратм/Ро
кр, знаходять
потрібний протитиск на турбіні Р1 для
визначення корисного теплоперепаду:
Р1= Ро кр, де
кр = 0.546 - для
перегрітої пари. Далі визначають
корисний теплоперепад
,
побудувавши на перетині адіабати витоку
пари з сопла та ізобари Р1 (або Ратм ,
якщо Ратм / Р0 кр,)
точку кінцевого стану пари на виході
з сопла.
З рівняння:
С=
, м/сек, (2.2)
визначають швидкість струменя пари на виході з сопла. Для перевірки слід також визначити кінцеву швидкість за рівнянням Сен-Венана та Вентцеля.
4.5. Потужність /теоретичну/ струменя пари визначають, , помножуючи питому кінетичну енергію пари на продуктивність сопла G, кг/с, з урахуванням питомого об’єму V , м3 /кг , пари:
,
Вт (2.3)
(вважають, що швидкість пари на виході з сопла значно більша за ту ,що на вході до сопла ).
Оскільки теоретичній потужності Nт з урахуванням коефіцієнту корисної дії турбіни повинна дорівнювати експериментальна Nе ( п. 4.2), визначають коефіцієнт корисної дії турбіни:
(2.4)
5. Оформлення звіту
Звіт про роботу ,що виконана , повинен містити таке :
-теоретичні відомості до 0.5 стор,
-схему паросилової установки,
-деякі відомості з правил котлонадзору щодо користування пристроями підвищеного тиску (більше 1.7 атм ) - 0.5 стор,
-скорочений опис експериментального доcлідження, відповідні підрахунки теоретичної частини .
-висновок про К.К.Д. лабораторної турбіни, а також відомості про характеристики ефективності перетворювання енергії в промислових установках .