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

§ 6 . Процесс в турбинной ступени на диаграмме t - s Работа на окружности и внутренняя работа

Изоэнтропийный процесс расширения газа в ступени^изоб­ ражается линией А^ A0A.,t A»-b (рис. 39). ИзоэнтропаА0 A,t соответствует процессу расширения газа в соплах. Действи­ тельный процесс в соплах протекает с потерями. Потеря в соплах q,c увеличивает собой энтальпию в конце процесса

ми и рабочим колесом. Потеря в соплах превращается в теп­ ло, которое воспринимается потоком газа. Поэтому действи­ тельный процесс расширения газа в соплах протекает не по изоэнтропе, а по некоторой политропе А0А^ с подводом внутреннего тепла, эквивалентного потере в соплах. Пока­

в начале процесса расширения в каналах рабочих лопаток при изоэнтропийнон и действительном процессах расширения различно. В первом случае оно определяется точкойАи> а во втором - точкой А< . Проводя из точки А4 изоэнтропу до пересечения с изобарой р? .получим линию изоэнтропийного процесса расширения газа в каналах рабочих лопаток. Точка A2t соответствует концу изоэнтропийного процесса рас­ ширения в каналах рабочих лопаток, где параметры газа

84

при смещении процессов в сторону увеличения энтропии

Обозначим энтальпию конца действительного процесса расширения газа в рабочих лопатках через 1гка ее значение определим по формуле

q,Aи находим линию постоянной энтальпии l2^const Пересече­ ние этой линиих^соиst с изобарой р2 дает точку А2Л, кото­ рая является точкой конца действительного процесса расши­

тому в точке А2л, находят размеры проходных площадей ра­ бочего венца. Процесс расширения газа в рабочем венце изобразится не прямой A -A 2t. , а некоторой линией А,-А2Л.

Потеря с выходной скоростью ц,6 целиком превращается в

86

и представляет собой работу на окружности. Таким образом, работу на окружности можно определять, пользуясь диаграм­

условно изображается линией А0А0АААгЛА£в В частном случае, когда 9 = 0, изобара pt сольется с изобарой р 2 и процесс пойдет от точки А< по изобаре р 2 .

При передаче работы валу турбины она уменьшается за счет остальной части внутренних потерь энергии.

Обозначим сумму внутренних потерь без потерь на окруж­

На пересечении линии постоянной энтальпииl z=const и изобары р2 получаем точку конца процесса расширения в сту­ пени А2 .

Разность между работой на окружности и внутренними по­ терями называется внутренней работой, т .е .

Внутренняя работа представляет собой действительно совер­ шаемую I кг газа работу в турбине, которая передается от диска валу турбины. Внутреннюю работу можно определять по диаграммеL-S в виде отрезка, представляющего разность энтальпий:

Если выходная кинетическая энергия газа из ступени за­ тем используется, то от точки Агдогкладывается вверх сум­ ма внутренних потерьЗГс^. Полученная точка Аг определяет статические параметры газа на выходе из ступени. Тепловой

87

вверх, получим точку А* , характеризующую параметры тормо­ жения на выходе из ступени (рис. 39):

В этом случае внутренняя работа ступени может определяться

Последнее выражение позволяет сделать заключение, что внутреннюю работу можно определить по разности теиператур торможения на входе в ступень и выходе из нее. По выраже­

При использовании выходной энергии ступени работа на окружности определяется как сумма L ,-^q,v и se условно можно показать на диаграмме L-s в виде отрезка 10~12+2 с\л -

8с

Г Л А В А 5

КОЭФФИЦИЕНТЫ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ТУРБИННОЙ СТУПЕНИ

§ I . К .п.д. на окружности рабочего колеса осевой турбины

Коэффициентом полезного действия на окружности (окруж­ ным к .п .д .) ступенигц называется отношение работы на окружности L u к располагаемому теплоперепаду. Так как в

/*

89