1、 15第二部分 使用说明书一、 软件简介汽轮机课程设计教学软件设计宝典 Xp是由蚂蚁虫工作室马唯唯开发的。适合热动及相关专业汽轮机课程设计使用。设计汽轮机级数不超过 12 级。软件特点：1查焓熵图由计算机查取，快速，准确。输入输出采用了 OLE 高级拖放技术，自动截取数据，无需手动输入。 （参见焓熵查表通介绍）2 新视图 1.0包含了设计中的所有视图，可以直接打印，可以查取各个系数。3可以自动生成设计报告。4可以随时查看每一步或者每一级的详细计算过程。5可以模拟组装汽轮机通流部分。6支持 dbf 到 xls 文件格式转换。7强大的数据逻辑性检测将大大减少人为的错误。8可以设计个性化界面。9可以
2、播放背景音乐。软件安装最低要求：1中央处理器为80486 或更高。2已设虚拟内存的计算机要求内存在 4MB 以上，16未设虚拟内存的计算机内存至少要 16MB 内存，安装后不少于 15MB 的自由空间。3与 windows 配套的鼠标。新视图 1.0介绍(1)新视图 1.0中包含了课程设中使用的各幅图，每一幅图中的符号都有解释，只需鼠标移到符号上即可。(2)系数采用鼠标移动查取。当鼠标移动时，横纵坐标值会变化。(3)压力级平均直径确定采用作图法，采用计算机作图，快速准确。点击详细过程可以看到每一段的长度，改变比例尺寸后会从新量取。焓熵查表通介绍理论来源：焓熵查表采用国际公式化委员会（IFC）提
3、供的标准计算公式。软件特点；(1)计算和输出可采用国际单位和工程单位。系统默认已知参数为国际单位。(2)查出来参数与水水蒸气性质表上的数据有所误差。误差均小于 1/100。(3)采用了自动对位数字输入，系统会自动切换成英文状态输入小数。(4)可以判断在计算机范围内的两个性质参数对应的状态。(5)可以根据焓值来判断熵值的大小范围。(6)数据可以手动输入也可以使用拖放技术。操作说明：(1)焓、 熵 、 压 力 、 比 容 、 一 般 取 4 位 小 数 ， 温 度 和 干 度 一 般 取 2 位 小 数 进 行 计算 。(2)如 果 想 计 算 另 一 种 单 位 制 下 的 结 果 ， 选 择
4、单 位 制 后 一 定 要 点 确 定 才 能 生 效 。(3)建议查焓熵图时采用拖放技术，它可以自动截取有效数据，减少人为判断。设计经常要使用焓熵查表通，你可以点击 就可以缩小为一个标题栏大小 ，它悬浮在主界面上，要展开只需点一下“焓熵查表通”这几个字。在数据上点击并按住鼠标左键，数据上显示一只 表示系统已抓取该数据，按住鼠标左键实现拖动。17定制界面设置菜单中有界面、 工 具 条 、 状 态 条 及 OLE 拖 放 技 术 设 置 ， 可 以 根 据 自 己 的 喜 好来 设 置 界 面 。二、 使 用 须 知 ：(1)每 一 个 用 户 的 数 据 表 都 不 要 重 命 名 （ 系 统
5、 设 有 保 留 字 段 ， 也 不 要 随 意 更 改 数 据结 构 的 设 计 基 准 表 为 系 统 文 件 表 ， 不 得 更 改 ， 删 除 ， 移 动 。(2)软 件 中 蓝 色 标 签 表 示 可 设 参 数 ， 黑 色 标 签 表 示 计 算 结 果 或 者 是 由 前 面 导 入 的 数据 。(3)在 不 熟 悉 计 算 及 设 计 步 骤 时 ， 请 先 阅 读 汽 轮 机 课 程 设 计 指 导 书 ， 这 样 会 节省 你 的 时 间 。 一 般 在 熟 悉 操 作 过 程 后 1 个 小 时 可 以 全 部 算 完 。(4)确 定 按 钮 操 作 ： 左 键 计 算
6、， 右 键 向 后 跳 转 。三、 使 用 说 明 ：（一）建立用户数据表或用户登录点击“用户登录”即可。如果用户存在则导入数据，如果不存在则为你新建一个数据库，可以设置密码。18（二） 设计内容1 课程设计题目可以先以默认题试算一遍，了解其过程之后才自己设计汽轮机。2 配汽方式和调节级 选型有四种配汽方式和两种调节级型式（单列级）可供选择。193汽轮机总进汽量 Do 初步估算首先要假想一个相对内效率，然后设置后面的参数。由 Po，to 查 ho， So，由Pc，So 查 Hc，之后点击“确定 ”。4计算调节级进汽量 Dg直接点击“确定” 。205确定速比 Xa 和理想比焓降 ht首先选择调节
7、级平均直径 dm，选择速比 Xa 和平均反动度 m 后，点击“确定” 。6计算喷嘴前后压比 n先点击“确定”计算出 h1t， Po，再由 Po，ho 查 P1，由 h1t，So查 P1，V1t，再21次点击“确定” ，最后根据压比 n 选择喷嘴型号，最后选择喷嘴出口角 。7喷嘴出口气流速度 C1设置速度系数 后，点击“确定” 。8计算喷嘴损失 hn直接点击“确定” 。229计算喷嘴出口面积 An设置喷嘴流量系数 n 后，点击“确定” 。10计算部分进汽度 e设置各系数后，点击“确定” 。2311 计算喷嘴高度 ln直接点击“确定” 。12计算动叶高度 lb设置盖度 后，点击“确定” 。2413
8、检验根部反动度 r直接点击“确定” 。14计算动叶进口气流角 1 相对速度 w1 和 hw1直接点击“确定” 。2515 确定动叶前参数 S1 和 V1先点 击“确定”计算出 h1，由 h1，P1 查 S1， V1。16计算动叶理想比焓降 hb 和滞止理想比焓降 hb(o)直接点击“确定” 。2617计算动叶出口气流相对速度 w2先点击“确定”计算出 w2t，再由 w2t 和 m 查系数 ，再点击“确定” 。18计算动叶损失 hb直接点击“确定” 。2719计算动叶出口面积 Ab先点击“确定”计算出 h2t， h2（S1 由前面导入） ，再由 h2t，S1 查 P2，由 P2，h2查 V2，再
9、次点击“确定” 。20计算动叶出口气流角 2直接点击“确定” ，根据 1，2 选择动叶型式。2821计算动叶出口气流绝对速度2 和出气角 2直接点击“确定” 。22计算余速损失 hc2 及轮周有效比焓降 hu直接点击“确定” 。2923计算级的理想能量o 和轮周效率 u（无限长叶片）直接点击“确定” 。24校核轮周效率30直接点击“确定” 。25计算出叶高损失 h1、 轮 周 有 效 比 焓 降 hu、 轮 周 效 率 u设置系数 a 后点击“确定” 。3126计算叶轮摩擦损失 hf 和部分进汽损失 he设置系数 k 后点击“确定” 。27计算级效率和级内功率直接点击“确定” 。28压力级喷嘴
10、高度检测和压力级平均直径确定32设置参数 dm(I)、 Xa(I)、 m、 n、 e、 1、 Dg 后点击“确定” ，计算出 ht(I) 、 hn(I)、 h1t。参数 ho， So 是由调节级导入的，如果不算调节级而直接算压力级，这两个参数需要人为的输入。由 Po，ho 查 So，由 h1t， So 查 V1t，由 Pc，So 查 hc。输入末级直径 dm(z)，再次点击“确定” 。29确定压力级的平均比焓降及级数设置重热系数 ，平均速比 Xa 后点击“确定” 。30压力级排汽压力及抽汽点检测33先点击“确定”计算出各级的排汽压力，再选择抽汽点，输入给定的抽汽压力（可以在此值 2%波动，使各
11、级焓降分配的合理些）有抽汽点则必须修正，请记住计算机为你修正的级数，后面第 34 步中的参数 1 就是由第几级有抽汽决定31压力级的详细热力计算（）首先选择要计算的级数，再由 P2，So 查 h2t，然后点击“确定” 。 （注意：在计算下一级之前，请先保存上一级的数据。 ）32压力级的详细热力计算（）34输入选取 m，系数 后点击 “确定” ，再由 h1t，So 查 V1t，P1，再次点击“确定”，根据压比 n 判断流动状态，选择喷嘴型式和出汽角 1。33压力级的详细热力计算（）输入系数 n 和部分进汽度 e，点击“确定”算出 w2t，由 w2t 和你选择的反动度m 查系数 ，再次点击“ 确定
12、”算出 h2，由 h2，P2 查 V2，输入盖度 后点击“确定”算出 2，根据 1，2 选择动叶型式。 （一般各级参数 n，e， 都可以不变，粗略计算认为各级系数 不变。 ）34压力级的详细热力计算（）35根据是否有抽汽点设置参数 1。可以认为各级系数 a，k，dp，p，zp，z，s都不变，当然你也可以自己设置这些参数，最后点击“确定” 。35压力级的详细热力计算（）查取系数 1，2 ，t（注意：这一步的 1 与上一步的 1 不同，在粗略计算时也可以认为各级的这三个参数都不变） ，点击“确定”后，由P2，h3 查 S3，再由h3(o)，S3 查 P3(o)。看右下角的状态栏当总进程的比值为时，
13、说明热力计算全部算完。就可以跳转到下一步进行整机组对内效率校核及修正。当总进程比值小于时，说明只是把当前级数的参数算完，再返回到 31 步选择下一级计算。 （注意：选择级数时一定要先将上一级计算的数据保存） 。36整机组相对内效率校核及修正点击“确定”即可。符合要求之后就可以查看报告。注意在计算机整机参数时应该36将所有的级数算完并保存到数据库中才能计算。(1)数据汇总选择要汇总的类型（压力级数据汇总，汽轮机课程设计数据汇总，速度三角形数据汇总）你可以更改汇总路径和文件名，但路径要合法，否则会找不到。建议使用路径及文件后的那个打开图标取回完整的路径及文件名。(2)文件格式转换汇总完成后，可以点
14、击数据格式转换，将 dbf 数据转化成 excel 表格，转换完成后，37为了使表格更清楚可将 excel 表格中所有的都删除掉。 （参见报告样本中的数据表）如果不转换也可以输出。但只能输出汽轮机课程设计汇总报表（课程设计要求也只需要输出这个表） 。(3)设计报告选择报告类型后，点击“确定” ，要打印报告，建议使用 WPS 或者 Word 进行编辑排版后打印。四、 组 装 汽 轮 机 通 流 部 分软件提供了汽轮机通流部分的各个组件，通过绘图板菜单的“图象”中的透明处理38以及工具栏中的第二个“选定”工具进行组装。组装时请同时打开两个绘图板，一个用于取组件，一个用于组装。取组件一般是采用全选，
15、复制，将它粘贴到另一个绘图板里，通过“选定工具”调整组件位置。如果组件没有放到位，可以撤消操作再进行组装。依照报告样本中的流通图进行组装。五 、 注 意 事 项 ：1 因为第 30 步中计算量大，占有的资源较多，所以请不要在第 30 步打开别的程序。悬浮的焓熵查表通也必须关闭，这样才可以加快计算速度。在这一步中反应较慢，但不要认为是死机，也不要因为点击了确定没有反映而多点几次，这样它又从头开始计算，请耐心的的等待。2在学校的电脑上使用本软件，注意离开时备份数据到盘。 （可能机房的电脑的硬盘设置了保护，一旦关机你的写入的文件会自动的清除）每一个用户有两个数据表，如用户是 mww，则该用户的数据表
16、为mww 调 节 级 数 据 表 .dbfmww 压 力 级 数 据 表 .dbf将这两个数据复制到盘中，别的文件可以不用复制文件不要重命名，千万不要自己更改数据表中的数据，否则后面的数据都将变化，如果计算达不到要求，系统是不会为你创建报告的。如果电脑中你的数据表丢失了，你必须将备份盘中的两个文件复制到该程序的原始目录中，否则系统会找不到该文件。3整 机 计 算 的 几 个 参 数 （ ， ， ， ， ， ） 是 暂 存 态 ，)(sPihiriPel这 些 数 据 只 存 到 汽 轮 机 课 程 设 计 数 据 汇 总 报 表 中 。 所 以 每 次 汇 总 之 前 你 必 须 再 计 算
17、一下 整 机 参 数 （ 点 击 “确 定 ”即 可 ） 。39第三部分 报告样本汽轮机课程设计报告姓名：学号：班级：学校：华北电力大学4041汽轮机课程设计报告一、课程设计的目的、任务与要求通过设计加深巩固汽轮机原理中所学的理论知识，了解汽轮机热力设计的一般步骤，掌握设计方法。并通过设计对汽轮机的结构进一步了解，明确主要零件的作用与位置。具体要求就是按给定的设计条件，选取有关参数，确定汽轮机通流部分尺寸，力求获得较高的汽轮机效率。二、设计题目机组型号：B25-8.83/0.981机组型式：多级冲动式背压汽轮机新汽压力：8.8300Mpa新汽温度：535.0排汽压力：0.9810Mpa额定功率
18、：25000.00kW转速：3000.00rpm三、课程设计：(一)、设计工况下的热力计算1配汽方式：喷嘴配汽2调节级选型：单列级3选取参数：(1)设计功率= 额定功率=经济功率(2)汽轮机相对内效率 ri=80.5%(3)机械效率 m=99.0%(4)发电机效率 g=97.0%4近似热力过程线拟定(1)进汽节流损失 Po=0.05*Po调节级喷嘴前 Po=0.95*Po=8.3885Mpa(2)排汽管中的压力损失 P05调节级总进汽量 Do 的初步估算由 Po、to 查焓熵图得到 Ho、So，再由 So、Pc 查 Hc。查得 Ho=3474.9375kJ/kg，Hc=2864.9900kJ/
19、kg通流部分理想比焓降( Ht(mac)=Ho-Hc=609.9475 kJ/kgDo=3.6*Pel/(Ht(mac)*ri*g*m)*m+DDo=3.6*25000.00/(609.9475*0.805*0.970*0.990)*1.05+5.00=205.4179(kJ/kg)6调节级详细热力计算(1)调节级进汽量 DgDg=Do-Dv=204.2179t/h42(2)确定速比 Xa 和理想比焓降 ht取 Xa=0.3535，dm=1100.0mm，并取 dn=db=dm由 u=*dm*n/60，Xa=u/Ca，ht=Ca2/2u=172.79m/s，Ca=488.80m/sht=119
20、.4583kJ/kg 在 70125kJ/kg 范围内，所以速比选取符合要求。(3)平均反动度 m 的选取取 m=6.50%(4)喷嘴理想比焓降 hnhn=(1-m)* ht =(1-0.0650)*119.4583=111.6935(kJ/kg)(5)喷嘴前后压比 n根据 h1t=ho-hn=3363.2440 和 So查焓熵图得到P1=6.0231Mpa，V1t=0.0540m3/kgn=Po/Po=8.8300/8.3885=0.7180根据喷嘴叶型表选择 TC-1A 喷嘴，出汽角 1=10.00(6)喷嘴出口汽流速度 C1C1t=(2*hn)0.5=(2*111.6935*1000)0
21、.5=458.46(m/s)C1=*C1t=0.970*472.64=458.46m/s(7)喷嘴损失 hnhn=(1-2)*hn=(1-0.9702)*111.6935=6.6011(kJ/kg)(8)喷嘴出口面积 AnAn=Gn*V1t/n*C1t=56.7272*0.0540/0.970/458.46=0.0067(m2)(9)部分进汽度 e令 y=hl+he=f(e)使其一阶导数为零，即求 y 的极值，得到 e=0.3902(10)喷嘴高度 lnln=An/(e*dm*sin(1)ln=0.0067/10000.3902/1100.0/sin10=28.6(mm)(11)动叶高度 lb
22、lb=ln+=28.6+2.5=31.1(mm)(12)检验根部反动度 rr=1-(1-m)*db/(db-lb)=1-(1-0.0650)*1100.0/(1100.0-31.1)=0.03780.0378 在 0.030.05 范围内，符合要求。(13)求动叶进口汽流相对速度 w1 和进汽角 1tg1=c1*sin(1)/(c1*cos(1)-u)w1=c1*sin(1)/sin(1)hw1=w12/21=arctg(458.46*sin10.00/(458.46*cos10.00-172.79)=15.94w1=458.46*sin10.00/sin15.94=289.85(m/s)hw
23、1=289.852/2/1000=42.0078(kJ/kg)43(14)动叶前蒸汽参数由 h1=h1t+hn 和 P1 查焓熵图得到P1=6.0231MpaS1=6.8111kJ/(kg*K)V1=0.0543m3/kg(15)动叶理想比焓降 hb 和动叶滞止理想比焓降 hb(o) hb=m*ht=0.0650*119.4583=7.7648(kJ/kg)hb(o)=hb+hw1=7.7648+42.0078=49.7726(kJ/kg)(16)动叶出口汽流相对速度 w2w2t=(2*hb)0.5=(2*49.7726*1000)0.5=315.51(m/s)w2=*w2t =0.920*3
24、15.51=290.27(m/s) 其中 由 m 和 w2t 查 图得到(17)动叶损失 hbhb=(1-2)*hb(o)=(1-0.9202)*49.7726=7.6451(kJ/kg)(18)动叶后蒸汽压力 P2 和比容 V2由 h2t 和 S1 查 P2，再由 P2、h2 查 V2查焓熵图得到P2=5.8836Mpa，V2=0.0556m3/kg(19)动叶出口面积 AbAb=Gb*V2/w2 (因未靠考虑叶顶漏气 ,故 Gb=Gn)=56.7272*0.0556/290.27=0.0109(m2)(20)动叶出口汽流角 2sin(2)=Ab/(e*db*lb)2=arcsin(0.01
25、09/0.3902/1100.0/31.1)=15.07根据 1 和 2 和动叶叶型表选取动叶叶型为 TP-1A 型(21)动叶出口汽流绝对速度 c2 和出汽角 2c2=(w22+u2-2w2*u*cos(2)0.5=(290.272+172.792-2*290.27*172.79*cos15.07)0.5=131.34(m/s)2=arctg(w2*sin(2)/(w2* cos(2)-u)=arctg(290.27*sin15.07/(290.27*cos15.07-172.79)=35.07(22)余速损失 hc2hc2=0.5*c22=0.5*35.072=8.6251(kJ/kg)(
26、23)轮周效率比焓降 hu（无限长叶片）hu=ht(o)-hn-hb-hc2=119.4583-6.6011-7.6451-8.6251=96.5870(kJ/kg)(24)级消耗的理想能量 EoEo=hco+ht-u1*hc2对于调节级 Eo=ht(o)= ht ，得 Eo=119.4583kJ/kg(25)轮周效率 u 无限长叶片）u=hu/Eo=96.5870/119.4583=0.8085(26)校核轮周效率44单位质量蒸汽对动叶所作的轮周功 WuWu=u*(c1*cos(1)+c2*cos(2)=172.79*(458.46*cos10.00+131.34*cos35.07)=96.
27、5879(kJ/kg)轮周效率 uu =Wu/Eo=96.5879/119.4583=0.8085用两种方法计算所得轮周效率的误差为 u=|u-u|/u*100%u=|0.8085-0.8085|/0.8085*100%=0.0000%1%，符合要求(27)叶高损失 hlhl=a/l*hu (系数 a=1.6 已包括扇形损失)=1.60/31.1*96.5870=4.9691(kJ/kg)(28)轮周有效比焓降 huhu=hu-hl=96.5870-4.9691=91.6179(kJ/kg)(29)轮周效率 uu=hu/Eo=91.6179/119.4583=0.7669(30)叶轮摩擦损失
28、hfPf=K1*(u/100)3*dm2/v ( 其中 v=(v1+v2)/2，K=1.07hf=2.1408kJ/kg(31)部分进汽损失 hehe=hw+hs 鼓风损失 hw=w*ht，w=Be*1/e*(1-e-ec/2)*Xa3 斥汽损失 hs=s*ht ，s=Ce*1/e*Sn/dn*Xahw=0.8313 kJ/kg hs=3.5418kJ/kghe=0.8313+3.5418=4.3731(kJ/kg)(32)级的内效率 i 和级内功率 Pi(s)和级后蒸汽比焓值 h3级的有效比焓降 hi= hu-hf-he=91.6179-2.1408-4.3731=85.1040(kJ/kg
29、)级的内效率 i=hi/Eo=85.1040/119.4583=0.7124级内功率 Pi(s)=G*hi=57.0605*85.1040=4827.7112kWh3=4.9691+8.6251+4.3731+2.1408+3369.7254=3389.8335(kJ/kg)7压力级比焓降分配和级数分配(1)第一压力级平均直径 dm(I)的确定 给定 dm(I)=981.0mm选取 Xa(I)=0.4365，m=0.0700，1=11.50ht(I)=Ca2/2=0.5*(*dm*n/60/Xa)2=0.5*(*981.0/1000*3000.00/60*0.4365)2/1000=62.3131(kJ/kg)hn(I)=(1-m)*ht(I)=(1-0.0700)*62.3131=57.9512(kJ/kg)h1t=ho-hn(I)=3389.8335-57.9512=3331.8823(kJ/kg)查焓熵图 V1t=0.0648m3/kg第一压力级喷嘴流量为调节级流量减去前轴封漏汽量。即 Gn(I)=Go(I)=Gg-Gl
