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

уплотнения.

Обозначим через р11'^ и v(z_i давление и удельный объем газа перед последним зазором и разделим мысленно все ла­ биринтовое уплотнение на две части, из которых первая часть включает уплотнение до последней щели с числом суже­ ний С х - I ) , а вторая часть состоит только из последнего элемента лабиринтового уплотнения. Тогда количество газа, протекающего через первую часть лабиринтового уплотнения, где скорости повсюду меньше скорости звука, найдем по фор­ муле (8.67):

GST= J*f

Для второй части лабиринтового уплотнения (последнее сужение) тот же самый расход определится по формуле для расхода газа при сверхкритических скоростях;

' , U -if

учитывая соотношение для процесса дросселирования р ^* =

■f - ' V 2-» .

Приравнивая правые части дву последних выражений, по­

185

Значение v с изменением к и потерь изменяется незна­ чительно и практически может приниматься в пределах от

2,0 до 2,145.

Из формул для бут видно, что при установившемся режиме работы турбины протечки пропорциональны площади проходных сечений щелей. Это указывает на то, что одним из основных мероприятий при эксплуатации турбин является поддержание нормальных зазоров в уплотнении. Кроме того, надо иметь в виду, что от работы лабиринтового уплотнения в значи­ тельной степени зависит надежность турбины, так как зазо­ ры в уплотнении устанавливаются небольшими и при работе возможно касание подвижных частей о неподвижные. Поэтому конструкция его должна быть выполнена так, чтобы в случае задевания не развивалась авария, а дело ограничилось бы только истиранием гребней.

Приступая к расчету, необходимо установить, будет ли скорость в уплотнениях равна критической или меньше ее. Выясним, при каких параметрах процесса в последнем суже­

нии достигается критическая скорость. Если обозначим тпкр=

=» то критическое давление в последнем сужении для

JB6

справедливой при установлении в последнем сужении крити­ ческого режима истечения.

Рассчитывая утечки газа через уплотнения по полученным формулам обычно из конструктивных соображений задаются числом лабиринтов и определяют GyT. Полученное значение 6 УТкритически оценивают с точки зрения приемлемости его.

Приемлемым значением является бут , не превышающее 1-2% от расхода газа на турбину. Иногда, наоборот, задаются до­ пустимой утечкой газа и находят необходимое число лабирин­

тов 2. .

Коэффициент расхода ji. зависит от формы и шага гребней, от конструкции лабиринта, оказывающей влияние на особен­ ности расширения газа в зазоре я неполноту торможения в

камерах.

Коэффициент расхода удобно представить в виде произве­

формы гребня(меньане значения относятся к гребням с остры­ ми кромками, большие - к закругленным).

Для примера ниже приводятся чиЬленные значения коэффи­

ки зрения самым эффективным из показанных на рис. 71 яв­ ляется уплотнение It 4, однако оно же оказывается наиболее

187

сложным в изготовлении и монтаже(необходим разъем обоймы). При таком урлотнении потребуется в два раза меньшая длина по сравнению с уплотнением К» I , которое является наихуд­ шим. Значение ку больше I указывает на неполное торможение в камере и использование неполного торможения для увели­ чения скорости в сужении.

При гладком вале более выгодно применять уплотнение И“ 2, которое имеет утечки на 9-10% меньше, чем уплотнение

* I .

Следует отметить, что существенное влияние на величину бут и ку оказывают число сужений и форма кромок гребней.

Даже небольшие округления кромок приводят к заметному сни­ жению эффективности уплотнения.

188