Parní turbína / Úlohy

Úloha 1 – Obvodová rychlost lopatky

Poslední lopatky nízkotlakých dílů temelínské turbíny jsou dlouhé 1,22 m (L). Drážkové spojení s rotorem je z pevnostního hlediska silně namáhané vlivem působení odstředivých sil. Turbína se otáčí rychlostí 3 000 ot./min. (n) a průměr NT rotoru v místě uchycení lopatek je 1,9 m (D_r). Vypočítej, jestli by utržená lopatka (pohybující se obvodovou rychlostí bez vlivu odporu vzduchu) dostihla nadzvukovou stíhačku Gripen, letící svou maximální rychlostí 2 204 km/h.

Zobrazit řešení

Poloměr otáčení konce lopatky: R = D_r / 2 + L = 1,9 / 2 + 1,22 = 2,17 m

Rychlost otáčení rotoru: n = 3 000 ot./min. = 50 ot./s

Obvodová rychlost: u = 2 . π . R . n = 2 . π . 2,17 . 50 = 681,7 m/s = 2 454 km/h

Lopatka by stíhačku dostihla.

Úloha 2 – Tepelná účinnost turbíny

Parní turbína je navržena pro využití přehřáté páry. Teplota přehřáté páry na jejím vstupu dosahuje 540 °C a tlak 12 MPa. Tomuto bodu odpovídá entalpie 3 456 kJ/kg. Pára v turbíně expanduje až do tlaku 4 kPa. Entalpie páry na výstupu z turbíny má při izoentropickém procesu hodnotu 2 000 kJ/kg, v reálném provozu je entalpie emisní páry při suchosti 0,95 rovna 2 430 kJ/kg. Entalpie kapalného kondenzátu při tlaku 4 kPa je 121 kJ/kg. Spočítej termodynamickou účinnost turbíny a množství tepla pro turbínu, když je výkon generátoru 55 MW (ztráty v generátoru nepočítej).