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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 145

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

в зазоре между сопловым аппаратом и рабочим колесом пред­ ставляет интерес как с точки зрения выбора обдопатывания проектируемой турбины, так и при испытании уже построен­ ной турбины. Однако замер скорости с4 в зазоре при испыта­ ниях весьма затруднителен и для опытных исследований тур-

бины параметры

U

>л/ч

 

 

 

и -jr не всегда удобны.

 

 

Бодее удобным в этих случаях является отношение скоро­

стей -Jr , где с+= 1 , 4 1 5 ^ . Параметр

в теории

тур­

бин получил очень

широкое применение. Он используется

также при испытаниях и в проектировочных расчетах.

При

испытаниях для одноступенчатой турбины параметр -^опреде­ ляется просто. Для этого достаточно замерить температуру

газа перед

турбинной

 

и перепад

давлений в

ступени

.

, По замеренным параметрам

находим Ид=срТ0*[4-|~ £ .|* ]

и за-

тем ct • Естественно, что

 

 

■**

р*°

 

при постоянных Т0 и т а к ж е

будет постоянным и с . ,

хотя о а ■—в ступени

при этом

будут

 

 

*

 

 

’

 

 

 

изменяться. Определение параметра

проще и удобнее,

и

с<

 

 

 

 

 

 

 

чем -г- и

 

 

 

 

 

 

 

Установим связь -jr-

и ч е р е з

степень реактивности.

Согласно уравнению сохранения

энергии

 

 

Так как

0

о^

 

,

то и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.29;

Таким образом,

является

функцией jr и ц

 

 

105

Однако следует отметить, что в случае многоступенчатой турбины определение ct иногда представляет трудности, так как точный замер параметров в зазоре между ступенями не всегда возможен. При расчетах турбин всегда задаются отно­ шением скоростей и степенью реактивности. Для достижения высоких значений к .п .д . турбин обычно на среднем диаметре принимаются значения:

= 0,55+0,75;

~-= 0,40*0,60;

Ч

9 = 0,15*0,50.

\Л/‘»

Остановимся еще на параметре -^г , которым в дальнейшем

неоднократно придется пользоваться для оценки работы сту­

пени при различных режимах и характеристики степени реак-

ц

тивности. Покажем, что этот параметр является функцией-тг

и 9 .

у/ _ ^а-с.

 

Vl а.л

Нам известно, что

 

а

м

"

<?

откуда

 

 

 

 

h„ Л=Ь'

 

2

I \ q

■я.Л “ a - c j - Q

 

 

г № /

i-c

Однако по уравнению сохранения

энергии

Приравнивая правые части полученных равенств, найдем:

U) 1-Q ^ •

Q

Учитывая равенство (5.28) и произведя необходимую подста­

новку,

окончательно получим:

 

 

 

 

(wi \\2.

, г Г

Q

I

,

и чг . 2

(5.30)

ТЯ

 

U

H

 

 

"ip + (C05CX'_ ^ +Sin

этого

уравнения

следует,

 

^Л/о

ац.

Из

что -г- является функцией -х- ,

9

и а ,

,

а при

 

 

а

и ц ,

'■'i1

VI

заданных ^

характеризует

9

106

(5.32)

Нами рассмотрено пять параметров. Однако не следует думать, что для исследования работы ступени турбины и оценки ее к .п .д . необходимо располагать множеством различ­ ных параметров одновременно. В действительности достаточ­ но иметь только два независимых параметра (например, -jr

и q или

и Q ), так как

любые другие

параметры будут

производными

от них, т .е .

фактически не

будут новыми.

Однако, несмотря на это, в зависимости от цели исследо­ вания выбор двух других параметров практически может ока­ заться более целесообразным. Задача сводится к тому,чтобы знать возможные параметры и в зависимости от целей иссле­ дования выбирать наиболее подходящие.

Коэффициент циркуляции. Определение работы на окружно­ сти L u при известной окружной скорости и или определение потребной окружной скорости при заданной работе лучше производить с_помощью коэффициента циркуляции, который обозначается Си . Коэффициент циркуляции характеризует ве­ личину относительной работы расширения:

(5.31)

Если учесть, что L u= u tc ^ + c,,^ , то получим простое выражение для коэффициента циркуляции:

с „ = ^и.—бг.ц

Значит, коэффициентом циркуляции называется отношение сум­ мы окружных составляющих скоростей в ступени к окружной скорости. Очевидно, что чем больше Си , тем выше работа на окружности при заданной окружной скорости. Поэтому по­ вышение коэффициента циркуляции вызывает упрощение и уде­ шевление машин. Таким образом, величина коэффициента цир­ куляции дает представление £ работоспособности ступени.

Иногда этот коэффициент Са называют коэффициентом наг­ рузки или коэффициентом мощности. Покажем связь коэффиди-

107

ента циркуляции

с отношением

скоростей

.

Известно,

что

Lu= h ^

Ни • Учтя записанное соотношение,

можно

получить следующую формулу:

 

 

 

 

 

 

 

К Па

2. Чишд*

 

(5.33)

 

а*-

 

 

 

 

 

 

 

VCt)

 

 

 

 

Это равенство означает, что коэффициент

 

изменяется

с

изменениеми и

. Наиболее

существенное

 

влияние

оказы-

ьи

 

 

 

 

 

 

 

вает отношение

скоростей -г- ,

с

увеличением

которого Са

 

*

 

иа в зависимости от

и

и

убывает. Изменение коэффициента

 

г[цпредставлено на рис. 42. Сравним турбинные ступени

по коэффициентам циркуляции. Для ступени с (J = О в (5.32) заменим с4а из соотношений для треугольников скоростей:

с ги=>«г.СО

Ы=ПГ C0SI>2" U ‘

Упростим выражение для второ­

го слагаемого. В результате

упрощения

 

cos Ь0

w«coa& “ c 5 ^ w<COB-&“

_ c o s A

 

~ c o sh Ct<u-

; ‘

Заменив в формуле

(5.32)

б1Ц=Ф V^jc^coso^iix

значениями,

получим

общее выражение для С,,:

 

 

 

 

 

-

с,и± с2ц

Ч>

ct co5«4tw a3inji2 ctgo(2 / c , ltl

 

Cu-------ц

“

 

й

 

*

которое

показывает, что Си зависит

от степени реактивно­

сти

,

отношения

скоростей

,

углов

,

Pz ио(2 .

108

Учтя, что при оптимальном отношении скорости

4 Ct /apt

ycosa,

 

 

 

 

О , получим общее выражение для оптимального

 

коэффициента циркуляции:

 

 

 

 

. _ .

Ф

cosa.

■2.0- 9) ,

(5.35)

 

/Opt

 

a '

 

 

которое для

ступени с

q

г M>t

q = 0,5 будет

соответ­

= 0,0 и

ственно равно 2 и I .

 

 

_

 

Графики,

изображающие

зависимости Са от q и а г при раз-

личных значениях -

и ф0рмуЛа (5.3/f)

 

показывают что:

- коэффициент циркуляции зависит от степени реактив­

ности q

, отношения скоростей

или угла а г ;

-

коэффициент циркуляции уменьшается с увеличением

9 •

w 2sinjb,

 

- с увеличением — ц— коэффициент циркуляции растет

при отношениях скоростей меньше

оптимального (о^^^О 0) м

падает

при отношениях скоростей больше оптимального^з^ЭО0);

-

коэффициент циркуляции падает с увеличением -ц..

109

Смотрите также файлы