2 điểm Vẽ sơ đồ chèn trục tuabin của hệ thống nhiệt điện tại bộ môn Công nghệ nhiệt lạnh.. Mô tả hoạt động của hệ thống chèn trục này.. Tính số lượng răng chèn ít nhất để lưu lượng hơi
Trang 1
Bài 1 (2 điểm) Vẽ sơ đồ chèn trục tuabin của hệ thống nhiệt điện tại bộ môn Công nghệ nhiệt
lạnh Mô tả hoạt động của hệ thống chèn trục này
Tính số lượng răng chèn ít nhất để lưu lượng hơi đi qua bộ chèn không quá 0,6 kg/s
Biết dch=0,36 m, Δ=0,25 mm, =0,5 mm
Lưu ý: Cần xét cả hai trường hợp: dòng chảy trong khe chèn cuối là dòng dưới âm và dòng chảy
trong khe chèn cuối là dòng trên âm
Bài 3 (2 điểm) Tuabin đối áp được điều chỉnh công suất bằng tiết lưu làm việc với các thông số
hơi mới p0=30 bar, t0=350 oC Áp suất đối áp (không đổi) pz=6 bar
Ở một chế độ vận hành non tải, thông số hơi sau van điều chỉnh là pv =20 bar
Tính hệ số tiết lưu hơi nước trong van điều chỉnh và hiệu suất trong tương đối của tuabin trong
trường hợp này Biết hiệu suất trong tương đối của tuabin khi không xét đến sự tiết lưu trong van điều chỉnh
Các tổn thất áp suất: tổn thất trong buồng đốt Δp2/p2=0,03, tổn thất trên đường xả khí
Δp3/p1=0,01, bỏ qua tổn thất ở đầu hút máy nén và trong bộ hồi nhiệt
Hiệu suất máy nén k=0,82 và tuabin oi=0,80; lưu lượng không khi đi qua máy nén G=12 kg/s;
cp=1 kJ/(kgK); k=1,4
1 Tính công có ích của thiết bị
2 So sánh hiệu suất nhiệt của chu trình này với chu trình có cùng các thông số nhưng
không có bộ hồi nhiệt
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
GV ra đề
TS Trần Văn Hưng
ĐỀ THI CUỐI KỲ LỚP CHÍNH QUY HỌC KỲ I
– NĂM HỌC (2012-2013)
Môn: Tuabin hơi nước và tuabin khí
Thời gian: 90’
Ngày thi: 20/12/2012
- -
Ghi chú: Sinh viên được sử dụng tài liệu
Bài 2 (2,5 điểm) Răng chèn của bộ chèn lắt léo có cấu trúc như hình vẽ Thông
số hơi trước bộ chèn là p1=16 bar, t1=300 oC, áp suất sau bộ chèn p2=5 bar
Bài 4 (3,5 điểm) Chu trình thiết bị tuabin khí có thiết
bị hồi nhiệt (để gia nhiệt không khí nén trước buồng
đốt) làm việc với các thông số sau: Thông số không
khí ngoài trời t1=25 oC và p1=1 bar, tỷ số nén của máy
nén ε=10,5, nhiệt độ khí trước tuabin t3=1050 oC , độ
hồi nhiệt (hiệu suất hồi nhiệt) R=0,75,
* 0,75
oi
Trang 2Bài 2 (2,5 điểm)
=5/16=0,3125, p1=16 bar, t1=300 oC từ bảng hơi quá nhiệt ta có v1=0,1585 kg/m3,
từ đồ thị 5.10 ta có =0,75 (răng chèn loại b, với /Δ=2),
F=𝜋.dch.=3,1416*0,36*0,5*10^-3=0,000565 m2 (0,5 điểm)
Nếu dòng chảy trong khe chèn cuối là dòng dưới âm
Số răng chèn z phải thỏa mãn cả hai điều kiện sau:
1 z > 5,64
2 z ≥4,56 (1,0 điểm)
Nếu dòng chảy trong khe chèn cuối là dòng trên âm
z≤5,635
z ≥ 3,79
Đáp số zmin=4 (1,0 điểm) Bài 3 (2 điểm)
p 0 =30 bar, t 0 =350 o C i 0 =3111 kJ/kg, s 0 =6,735 kJ/kgK
p z =6 bar, s z =s 0 =6,735 kJ/kgK i z =2744,57 kJ/kg
H 0 =(i 0 -i Z )=3111-2744,57=366,43 kJ/kg (0,75 điểm)
0,82
1, 25
th
z
0,82 3,125
1, 25
z
2 2
1 2
1 1
0,6
p v z
0,82
1, 25
th
z
1 1
1 0,6
1, 25
p
v z
Trang 3p v =20 bar, i v =i 0 =3111 kJ/kg s v =6,9106 kJ/kgK
p zv = p z = 6 bar, s zv = s v =6,9106 kJ/kgK i zv = 2824,47 kJ/kg
Bài 4 (3,5điểm)
1 Quá trình nén
Qúa trình nén lý tưởng:
Qúa trình nén thực:
(0, 50 điểm)
2 Quá trình giản nở trong tuabin
Tỷ số giản nở của khí trong tuabin:
Qúa trình giản nở lý tưởng:
Qúa trình giản nở thực:
(0,75 điểm)
3 Công có ích
L 1 = GC p [(T 3 -T 4 )-(T 2 -T 1 )]=12.1.[(1323,15-811,59)-(646,41-298,15)]=1959,6 kW(0,50 điểm)
4 Nhiệt độ của không khí ra khỏi bộ hồi nhiệt
, =T 2 +R(T 4 - T 2 )= 646,41+0,75(811,59-646,41) = 770,30K (0,50 điểm)
' ( 1)/ (1,4 1)/1,4
2 1. k k (25 273,15).10,5 583,72
'
2 1
k
T
'
''
2 2
R
*
0
H
*
oi oi tl
* 0
H
'' 2
T
Trang 45 Nhiệt lượng cần cung cấp trong buồng đốt
Khi không có bộ hồi nhiệt
Q 1 = GC p (T 3 -T 2 )=12.1.(1323,15-646,41)=8120,88 kW
Khi có bộ hồi nhiệt
= GC p (T 3 - )=12.1.(1323,15-770,30)=6634,20 kW (0,75 điểm)
6 Hiệu suất nhiệt của chu trình
Khi không có bộ hồi nhiệt
t =L 1 / Q 1=1959,6/8120,88.100=24,13%
Khi có bộ hồi nhiệt
=L 1 / =1959,6/6634,20.100=29,54% (0,50 điểm)
'
1
'
1
Q
,
t
Trang 5ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
GV ra đề
TS Trần Văn Hưng
ĐỀ THI GIỮA KỲ LỚP CHÍNH QUY HỌC KỲ I
– NĂM HỌC (2012-2013)
Môn: Tuabin hơi nước và tuabin khí
Thời gian: 45’
Ngày thi: 08/10/2012
- -
Ghi chú: Sinh viên được sử dụng tài liệu
Bài 1 (4.5 điểm)
Ống phun Laval làm việc với các thông số hơi trước ống phun p0 =25 bar, t0=450 oC, vận tốc ban đầu c0=200 m/s, áp suất sau ống phun p1=6 bar
- Xác định tốc độ tới hạn, tốc độ ra của dòng hơi biết hệ số tốc độ φ=0,95
- Vẽ quá trình giản nở trong ống phun trên giản đồ i-s
Ghi chú: Các thông số của hơi nước ở trạng thái hãm và trạng thái tới hạn có thể tra từ giản
đồ i-s
Bài 2 (5.5 điểm)
Tầng xung lực thuần túy (ρ=0) có các thông số hơi như sau:
- Áp suất hơi trước tầng p0=16 bar, nhiệt độ t0=350oC, tốc độ c0=90 m/s
- Áp suất hơi sau tầng p2=10 bar
Dựng tam giác tốc độ, xác định tốc độ tương đối (w2), tốc độ tuyệt đối (c2), và góc ra (α2)
của dòng hơi ra khỏi tầng Biết:
- Góc ra của dòng hơi ra khỏi ống phun α1=13o;
- Góc ra tương đối của dòng hơi ra khỏi cánh động bằng góc vào (β1=β2);
- Các hệ số tốc độ φ=0,95, ψ=0,86;
- Tỷ số tốc độ vòng tại đường kính trung bình trên tốc độ ra của hơi khỏi ống phun
x1=0,44;
- Hệ số sử dụng tốc độ vào „0=1
Trang 6ĐÁP ÁN
Bài 1
p 0 =25 bar, t 0 =450 o C i 0 =3350 kJ/kg, s 0 =7,181 kJ/kg.độ
p 1 =6 bar, s 1 = s 0 =7,181 i 1t =2957,15 kJ/kg 1đ
h 0 = i 0 - i 1t =3350-2957,15=392,85 kJ/kg
1 2 0 0 0,95 2.392,85.1000 200 863, 25
0
0 0
200
c
0 3370
i kJ/kg , s0s 0 =7,181 kJ/kg.độ p026,5 bar, 0.5đ
0
0,5457.26,5 14, 46
14, 46
th
p , s th =s 0 =7,181 kJ/kg.đội tht =3198 kJ/kg
h o,th = i 0 -i tht = 3350-3198=152 kJ/kg 1đ
0 0
c h c m/s 0.5đ
1
c
th
th
c
Vẽ quá trình giản nở trong ống phun trên giản đồ i-s 1đ
Bài 2
p 0 =16 bar, t 0 =350 o Ci 0 =3142 kJ/kg, s 0 =7,063 kJ/kg.độ
p2=10 bar, s2= s 0 =7,063 kJ/kg.đội2=3021,04 kJ/kg
h 0 = i 0 - i 2 =3142-3021,04=120,96 kJ/kg.độ 1đ
1 2 0 0 0,95 2.120,96.1000 90 475,02
c 1a =c 1 sinα 1 =475,02.sin130=106, 86 m/s
c 1u =c 1 cosα 1 =475,02.cos130=462,85 m/s
Trang 7u=x 1 c 1 =0,44.475,02=209 m/s
1 1
1
106,86
22,83 462,02 209
o a
u
c
1
1
1
106,86
275, 40 sin sin 22,83
a
c
w
m/s
β 2 = β 1 =22.83 o
c 2a =w 2 sinβ 2 =236,84.sin22,830=91,89 m/s
c 2u =w 2 cosβ 2 -u=236,84 cos22,830-209=9,29 m/s
2 2a 2u 91,89 9, 29 92,36 /
1đ
2 2
2
91,89
83,84 9,92
o a
u
c
c
0,5đ