Файл: Нигматулин И.Н. Тепловые двигатели учеб. пособие.pdf

Если в последнем лабиринте возникает критическая скорость, то расход пара через щель этого лабиринта (а следовательно, через все

Для решения вопроса о том, в каких случаях нужно применять уравнение (1-64) и в каких — (1-68), нужно найти критическое давле-

39

ние пара в последнем лабиринте. Для любого газа можем принимать Ркр= ТкрРж- Заменяя в (1-67) рх значением из последнего условия, получаем

Подставляя в это уравнение численные значения Y „ p и а, можем определить р , ф . Например, для перегретого пара можно принять у к р = = 0,55 и а = 0,649; тогда, подставляя эти значения в (1-69) и произ­ ведя вычисления, получаем

Потери через внутренние зазоры в реактивных турбинах. На

рис. 1-2 показана схема реактивной турбины. Направляющие лопатки закрепляются непосредственно в корпусе, а рабочие — в стенках ба­ рабана ротора. Таким образом, как между направляющими лопатками и барабаном ротора, так и между рабочими лопатками и корпусом турбины образуются радиальные кольцевые зазоры. Величина за­ зора Ьг выбирается с таким расчетом, чтобы при работе турбины

40

под действием центробежной силы отбрасываются к периферии. Одно­ временно они получают ускорение от частиц пара основного потока, движущегося со скоростью с4 . Таким образом, на сообщение ускоре­ ния капелькам воды расходуется некоторое количество энергии. Вследствие того что абсолютная скорость пара с4 значительно больше: скорости частичек воды cie, направление вектора относительной ско­ рости wiB входа капель воды на рабочие лопатки отлично от направле­ ния входа пара. Капельки воды движутся под углом к спинкам рабо­ чих лопаток, вследствие чего последние испытывают удары о капли воды. Удары капелек воды в спинки лопаток не проходят бесследно для работы ступени. С одной стороны, входные кромки рабочих лопа­ ток, как показал опыт эксплуатации паровых турбин, подвергаются износу. С другой стороны, требуется некоторое количество энергии на преодоление тормозящего действия, оказываемого на рабочие ло­ патки частичками воды.

В области влажного пара в связи с частичным выделением влаги работу совершает не все количество пара, проходящего через ступень, а только часть его. Та часть пара, которая в процессе расширения превращается в воду, определяет основную составляющую потерь от влажности. С достаточной для практических целей точностью потери от влажности пара можно определять по уравнению

где hL — использованный перепад тепла на ступени с учетом всех по­ терь, кроме потери от влажности, кДж/кг; х — средняя степень су­ хости пара в ступени:

х = {xi 4- х2)12,

где Xi и х2 — степени сухости пара соответственно перед соплами и за рабочими лопатками.

41

Потери в выпускном патрубке. Отработавший пар турбины отво­ дится через выпускной патрубок с некоторой скоростью. Для создания скорости затрачивается перепад давления.

В паровых турбинах с противодавлением скорости пара в выпуск­ ных патрубках относительно невелики (4Q-—60 м/с). В конденсацион­ ных турбинах скорости в выпускных патрубках достигают значений ЮО-г-120 м/с. Кинетическая энергия, с которой пар покидает турбину, обусловливается потерей давления. Величина потерь давления в вы­ пускном патрубке при расчетах турбомашин

где pz — давление пара за лопатками турбины; р2к — давление пара

Тепловые потери в турбине повышают теплосодержание отрабо­ тавшего пара, уменьшая полезно использованное тепло.

§ 1-10. Внешние потери

Механические потери. Эти потери обусловливаются затратой час­ ти энергии на преодоление сопротивлений в опорных и упорных под­ шипниках, включая опорные подшипники генератора или другой машины, соединенной с валом турбины, на приводы системы регули­ рования и главного масляного насоса. В турбинах с водяными уплот­ нениями или водяным охлаждением конца вала на преодоление вред­ ных сопротивлений дополнительно затрачивается часть энергии. Водя­ ные (гидравлические) затворы устанавливаются на паровых турбинах,

Рис. 1-20. Механический к. п. д. в зависимости от мощности турбины и ее числа оборотов

чаще для охлаждения концов вала турбины. Отечественные заводы

СССР в настоящее время, как правило, не применяют водяные уплот­ нения. Механические потери в турбоагрегате учитываются механиче­ ским к.п.д. TJm , и сумму механических потерь можно определить опыт­ ным путем.

42