Файл: Кононов, Н. И. Газовые турбины. Теория и расчет учебное пособие.pdf

Оптимальный относительный шаг рабочих лопаток будет мень­ ше, чем для сопловых лопаток. Диапазон практически целесо­ образных относительных шагов гораздо уке, чем для сопло­ вых лопаток, а коэффициенты профильных потерь при этом гораздо больше. Кроме этих графиков для профилей рабочих лопаток приводят еще зависимость изменения выходного угла

каемого типа (новых профилей со скругленной входной кром­ кой) принимают такое направление потока на входе, при ко­ тором подучаются наименьшие потери энергии - минимум коэф­ фициента £л« • Аэродинамические характеристики обычно строятся для номинальных значений углов установки.

В том случае, когда окажется необходимым изменять от­ носительную толщину выходных кромок профилей рабочих ло­ паток, поправку на коэффициент потерь4Атеи выходной угол потокаfiZoo можно определить по тем же формулам, что и для сопловых лопаток. Если лопатки имеют конечную высоту, то по аналогии с профилями сопловых лопаток необходимо учи-

68

тывать концевые потери. Эти потери учитывают введением коэффициента концевых потерь, который для всех профилей лопаток приближенно можно определять по обобщенному гра­ фику ЦКТИ (рис. 25). На этом графике коэффициент концевых

потерь определяется в зависимости от отношения -£■ при

различных значениях параметра , который определяется по выражению (4 .7 ).

Все приведенные профили предназначены для работы в докритическом диапазоне скоростей floMw< 0 ,7 h Mw^ 0 ,9 5 .

§ 4. Потери на окружности рабочего колеса

При течении газа по проточной части турбины и передаче энергии с окружности рабочего колеса через диск валу тур­ бины возникают потери энергии, к числу которых относятся: потери в соплах, потери на рабочих лопатках, потери с вы­ ходной скоростью, потери от трения диска о газ, потери от протечек газа через радиальные зазоры сопловых и рабо­

чих лопаток, потери от протечек через уплотнения диафрагм и др.

Так как тепловые эквиваленты перечисленных потерь энергии не рассеиваются в окружающее пространство, а пере­ даются потоку газа (остаются внутри потока), вследствие чего состояние газа изменяется, температура и энтальпия его повышаются, то эти потери называются внутренними. Основную часть внутренних потерь составляют потери в соп­ лах, потери на рабочих лопатках и потери с выходной ско­ ростью, которые при изучении теории турбин выделяются в отдельную группу потерь на окружности рабочего колеса и рассматриваются в первую очередь. Остальные внутренние потери (без потерь на окружности) изучаются после изуче­ ния потерь на окружности.

69

или в долях от располагаемого теплоперепада (относитель­ ная потеря)

носительные потери уменьшаются. Увеличение (> приводит к уменьшению относительных потерь в сопловом аппарате. В случае активной турбины cj = О и относительные потери бу­ дут максимальными, так как в этом случае весь располагае­ мый теплоперепад Via срабатывается в соплах и коэффициент потерь относится к большему теплоперепаду, чем при нали­ чии степени реактивности.

Для расчета потерь в сопловом аппарате необходимо иметь значения коэффициента ср или коэффициента потерь

70

Если имеется атлас профилей с характеристиками решеток профилей, то значения этих величин принимаются по имеющим

гдеДц) = 0,005+0,01 учитывает нестациояарность и неравно мерность потока, характерные для реальной турбины. Если такие характеристики отсутствуют, то для приближенной оценки коэффициента скорости ip можно воспользоваться обобщенными данными опыта проектирования сопловых криво­

Потери на рабочих лопатках. Величина потери энергии на рабочих лопатках определяется с помощью коэффициента

,W;>

гь

Величина коэффициента скорости г^г должна определяться по характеристикам решеток профилей по формуле

71

где /\у = 0,01+0,02 - поправка, учитывающая различие усло­ вий продувки профилей и работы их в реальных турбинах. Когда таких характеристик не имеется, величина коэффици­ ента скоростиу приближенно оценивается по осреднеяныы кривым, представляющим зависимость коэффициента скорости У для хорошо отработанных активных и реактивных решеток профилей в зависимости от суммы входного и выходного уг­ лов, т .е .

Этот параметр является очевидным и дает простую связь для активных и реактивных рабочих лопаток. С уменьшением суммы углов (Д +$ 2) или (а 0+ а 4) возрастает разность дав­ лений между вогнутой и выпуклой сторонами лопатки. При этом увеличивается протяженность диффузорного участка на выпуклой стороне, возрастает опасность отрыва потока и увеличиваются концевые потери вследствие’ интенсификации вторичных течений. Поэтому коэффициенту с уменьшением суммы углов уменьшается, по этой же причине с уменьшением сх0+ -а1 уменьшается Ц) . Однако эти кривые не отражают влияния формы профилей, шага, угла установки профилей и других параметров. Они относятся к некоторым осредненяым

в виде доли кинетической энергии потока, имеющего теоре­

72