Файл: Кононов, Н. И. Газовые турбины. Теория и расчет учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 148
Скачиваний: 0
В общем случае увеличение коэффициента циркуляции воз можно за счет понижения степени реактивности и отношения
скоростей тг- (угла сх„ ). Однако последнее связано с пони-
Ч*
жением величины к .п .д . Чтобы не допускать существенного снижения к .п .д ., рекомендуется угол сх.г не допускать мень ше 60-65°.
На основании изложенного можно рекомендовать следующие
значения Сц.: |
сq= 0,00 |
|
||
для |
ступени |
Cu = 1,9+2,75; |
||
для |
ступени |
сq= |
0,2+0,3 |
Cu= I , 4+2,0; |
для |
ступени |
сq= |
0,5 |
C.u= 0,8+1,50; |
§ 5. Внутренний к .п .д . и его исследование
Отношение внутренней работы к располагаемой называется внутренним к .п .д . ступени:
|
п |
= |
Ь'1 = Ьц Ч'тр" |
|
Л.1А |
^тр |
••• (5.36) |
|||
|
‘Ц |
1/ |
и' |
|
||||||
ИЛИ |
|
|
’'а |
"а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТЦ—^ |
^6 ^ т р ^ з а з |
|
(5.37) |
|||||
Внутренняя мощность определяется |
формулой |
|
||||||||
|
|
|
|
= |
|
|
Bm |
|
(5.38) |
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nt = & L v |
6 rn |
■ |
|
С5 39) |
||
С помощью внутреннего |
к .п .д . |
последнее выражение |
пред |
|||||||
ставим |
в |
следующем виде: |
|
|
|
|
|
|
||
Внутренняя |
*k=& h a n 't- |
|
расходом |
(5.40) |
||||||
мощность определяется |
газа, |
пере |
||||||||
падом |
тепла |
Ьд и внутренним к .п .д . |
ступени. |
|
|
|||||
Исследуем внутренний |
к .п .д . ступени |
П 1 • |
Возьмем |
выра |
||||||
жение |
( 5 . 3 6 ) . |
Рассмотрим |
изменение п и » |
^>трИ2,эа4в зависимо |
||||||
сти от |
|
. |
Зависимость r |u= i ^ r \ известна.Необходимо |
учесть |
||||||
НО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
влияние внутренних потерь. Ранее установлено, что из_ меняется в кубической степени от числа оборотов иди окруж ной скорости. Следовательно, и относительная потеря на трение диска будет также изменяться в третьей степени от
окружной |
скорости, |
т .е . £,Tp= f [(^ ) ] ■ |
Потеря |
от влияния |
радиального зазора также связана с |
изменением режима работы ступени. С одной стороны, увели
чение v 1 уменьшает |
разность давлений по сторонам |
профиля |
||||||
и, |
|
Ч |
|
несколько уменьшает влияние этого фактора. |
||||
может быть, |
||||||||
С |
другой стороны, |
|
и. |
|
|
|||
с увеличением -£■ существенно растет q |
||||||||
на |
среднем |
радиусе |
и у вершины, что |
увеличивает |
протечки |
|||
газа через радиальный зазор рабочих лопаток. Последний |
||||||||
фактор |
является |
решающим. |
Поэтому относительная потеря от |
|||||
радиального |
|
|
. |
|
а |
|
||
зазора £зд^растет с ростом -jr . |
|
|||||||
|
Наносим |
значение |
|
|
|
|||
относительных потерь |
|
|
|
|||||
£тр и^зс^на график (pucAty |
|
|
|
|||||
Вычитая ^тр и 4зазиз Г|ц, |
|
|
|
|||||
получаем график |
зависи |
|
|
|
||||
мости внутреннего к.п.д. |
|
|
|
|||||
от ^ |
. T . e . ^ - f (т*У |
|
|
|
||||
Из выражения (5.36) и |
|
|
|
|||||
графика видно, |
что |
|
|
|
|
|||
внутренний к .п .д . мень |
|
|
|
|||||
ше окружного к .п .д . |
|
|
|
|||||
(тц^т}^ ), |
а максималь |
|
|
|
||||
ный внутренний к .п .д . |
|
|
|
|||||
rUnWjeHbBie ыаксииаль- |
(r|.lmci« |
). Характер измене- |
||||||
ного к .п .д . на |
окружности |
|||||||
яия внутреннего |
к.п.д от |
отношения |
скоростей и. |
аналоги- |
||||
111
чен зависимости |
т.е. вначале с увеличением |
внутренний к .п .д . увеличивается при некотором значении
(c^)opt Достигает максимума (% m(W)« а дальнейший рост
приводит к снижению r[.L. Оптимальное отношение скоростей пот)д не совпадает с оптимальным отношением скоростей по т^а • Оптимальное отношение скоростей смещается в сторону
меньших значений |
. Снижение к .п .д . и смещение оптиыаль- |
|
b j _ |
ного отношения скоростей будет заметным для маломощных турбин, где сказывается влияние потери на трение дисков 2,-гр . Поэтому выбор расчетного отношения скоростей необхо
димо производить по |
зависимости т|д=-£ |
, а не по за |
висимости |
. С повышением мощности |
турбин смеще |
ние оптимальных отношений скоростей уменьшается. При боль
ших расходах газа оптимальные отношения |
скоростей |
пог[ц и |
||||
Г(д почти совпадают. |
|
|
|
|
||
Как и к .п .д . |
на окружности, внутренний к .п .д . |
можно |
||||
определять по статическим |
и полным |
параметрам. |
||||
Внутренний к .п .д ., |
определяемый по полным параметрам, |
|||||
определяется по формуле |
|
|
|
|
||
|
1д *» |
|
'UL |
|
(5Л 1) |
|
п г |
- й |
* |
|
|
||
|
|
1'п |
|
|
|
|
и его связь с |
аналогична |
(5 .6 ), т .е . |
|
|
||
|
|
* |
Ui |
|
|
(5Л 2) |
|
ч -,= |
|
|
|
||
-т
При практических расчетах по полным параметрам оказы вается очень удобным использовать гц . Этот коэффициент в многоступенчатых турбинах позволяет подучить простые рас четные зависимости. Указанные обстоятельства и малая из-
к.
меняемость тц при изменении -jr вблизи расчетных точек
IIZ
обусловили широкое применение г\? в расчетах.
§6. К .п.д. на окружности радиальной центростремительной турбины
Врадиальной турбине в качестве основных определяющих
параметров принимаются |
отношения |
скоростей -4г- и степень |
||||
реактивности q . Но в |
радиальной |
|
|
|
Ч |
|
|
турбине окружная скорость |
|||||
лопаток на входе и на выходе не |
одинакова, поэтому вместо- |
|||||
|
Ц |
|
два |
1Ь |
Чг |
|
одного параметра -т- имеет место |
Ч |
и -тг , сгязанных |
||||
между собой |
ч |
|
|
|
Ч |
|
следующей зависимостью: |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
(5.43) |
Здесь ^ 1= ^ - |
- отношение среднего |
диаметра рабочих лопа |
||||
ток на выходе к наружному диаметру рабочего колеса(рис.б). Таким образом, в радиальной турбине имеется особый геомет рический параметр, влияющий на работу ступени и определяю щий габариты и форму рабочего колеса.
К .п.д. на окружности рабочего колеса радиальной турби ны находится по формуле
4 u = |
2( И ., \Л/<ц+11,\Л/г14) |
2 (U 4C^u. — |
_ |
-------- zz-------------- |
----------7г |
|
|
|
Ч |
Ч |
|
Определим входящие в эту формулу величины.
При отсутствии потерь энергии в ступени работа на окружно сти
откуда, учтя haC=h/a « -(?)= Y |
» |
получаем: |
|
w4t- \/29и ; + w f - u* a - j a 2) |
1 |
(5.44) |
|
ИЗ
и
Но соотношениям треугольников скоростей (рис. 45) по лучаем:
C i = q ) 2 n - 9 ) C . ^ ; |
( 5 . 4 5 ) |
После подстановки указанных соотношений в формулу для
к .п .д . на |
окружности |
она |
может быть представлена |
в следую |
||
щем виде: |
|
|
|
|
|
|
Ч*= ^ |
[ф vT=9 tnsa4- |
Ц JUcosjb2 х |
|
|||
*■ |
/S}+U-<?)q>*+Ju*' |
|
- 2.u}-~t 1/P9 СОЗ(Хд ] . |
(5.47) |
||
|
|
|
|
|
Полученная формула иока- |
|
|
|
|
|
- |
зывает, что геометриче- |
|
|
|
|
|
ц-р |
ский параметр д |
оказы |
|
|
|
|
|
вает влияние на к .п .д . |
|
|
|
|
|
|
турбины. Величинаju за |
|
|
Рис. 45 |
|
|
|
висит от мощности и |
|
|
|
|
|
быстроходности турбины. |
||
|
|
|
|
|
||
Принимая для удельной |
быстроходности выражение |
|
||||
|
|
т/ЁГ' 'и |
|
(5.4В) |
||
|
" 5 |
6 |
0 |
^ |
’ |
|
можно получить приближенную связь ju |
с |
быстроходностью и |
|
другими параметрами турбины по формуле: |
|
||
F - 0LU.0-1D6 |
/ , |
* |
(5.49) |
Эта формула позволяет по известным &у,Ли h a определить^- ,
И4