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

Скачать файл (8,64Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 122

Скачиваний: 0

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

. tfci

Если учесть, что изоэнтропийный теплоперепад между ста тическими начальными и конечными параметрами определяется по формуле

Lo~L£t	СРТ0	- i W	Д ж /к г 7 Ю

формулы (3 .5) и (3 .6 )	можно пеоеписать в виде:
2.		к	2. ~ L° L2.t
	- ш
В частном случае, когда се =		О, ha=Vi'a .

Так как скорость сй в действительности всегда отлична от нуля, то наряду с располагаемым теплоперепадом ha в качестве величины, характеризующей работоспособность тур

бины, можно принимать разность полных				энтальпий на входе
в турбину и на	выходе из нее,		т .е .
h	-i/= r v
	U2t	СР 'о > ( # ? ] ; „
Разность полных		энтальпий	газа	, получающаяся

при его	изоэнтропийном	расширении от полного	давления р0
на входе до полного давления р* на выходе из			турбины, на
зывается	располагаемым	теплоперепадом по полным парамет

рам h* .
Сравнение выражений (3 .5) и (3 .6 )				позволяет		заключить,
что
		‘Иа -				(3.8)

т .е .	располагаемый теплоперепад h a ,			определенный по пол
ным параметрам, меньше, чем			, на величину кинетической
энергии газа за турбиной.
Согласно (3 .6 )		и (3 .7) располагаемые теплоперепады
и ha	тем больше,	чем выше Т0*и	чем больше-		или А
		' о “	w—		—	f t
Располагаемый теплоперепад срабатывается в соплах и на
рабочих лопатках. Теплоперепад,			срабатываемый в			соплах,
обозначается h*x		и определяется	по формуле

4».c"'l 0	L<t+ 2° ^a.c+ 2. *	(3 .9 )
На рабочих лопатках срабатывается теплопзрепад
■а.д *4t ”г%~"а "а.с	"Р «	(3.10)

Отношение теплоперепада, срабатываемого на рабочих ло патках, к располагаемому теплоперепаду называется степе

нью реактивности, т .е .
v—	'а.л		^ а.г		C3.II)
	г?----- у,'		.	v,— '
	ftd	ftax+		fte-л	распола
Чем больше степень реактивности,			тем большая доля
гаемого теплоперепада ступени срабатывается на рабочих
лопатках и меньшая - в	соплах:
^сц+^я.с®	1	^а.с~ 0“<5^я~ ^о- 4 t •			(3.12)

Таким образом, степень реактивности характеризует рас пределение теплоперепада между соплами и рабочими лопатка ми. Последняя формула позволяет записать выражение для q через отношения давлений:

<5 = 1- K #	(3.13)
1 - 1 # *

откуда видно, что степень реактивности характеризует так же и распределение общей степени расширения в ступени между соплами и рабочими лопатками. С увеличением q дав

ление	р,	растет и, наоборот, с	уменьшением q	оно падает,
а при	q	= 0 становится равным	р^ , т .е .р .,=	рг . Эквива-i

лентяая располагаемому теплоперепаду кинетическая энергия определится из соотношения:

	~ 2 ~ ~ ^ л	Аж/кг,	(3.14)
где ct =	1 ,4 (5 1 /^ - фиктивная	скорость,	соответствующая
располагаемому теплоперепаду на ступень.			Учтя (2 .2 6 ),
(3.12) и	(3 .14), получаем соотношение
			31

		c<t=	i	(3.15)
которое при	q	= О дает равенство cJt= c t .
Турбинная ступень может иметь степень реактивности от
0,0 до 0,50	и	более. Как будет	показано в § 6 .1,	степень

реактивности по высоте лопатки изменяется, возрастая от корня к вершине. Для характеристики ступени обычно указы

вают степень	ее реактивности	на среднем диаметре.	Ступень,
у которой на	среднем диаметре q = 0,0*0,15(0,20),		условно
называют активной. При этом,		если q Ф 0, то указывается

степень реактивности. К реактивным относят ступени, сте пень реактивности на среднем диаметре которых составляет

0,30-0,50.

§ 2. Треугольники скоростей

На рис. 13 и I Ц- изображены решетки сопловых и рабочих лопаток для турбин с q = 0,0 и q = 0,5 . Решетки лопаток получены следующим образом. Выбрана цилиндрическая поверх ность, ось которой совмещена с осью вращения рабочего колеса турбины. Проточная часть турбины рассекается ука занной поверхностью и полученное цилиндрическое сечение разворачивается на плоскость.

Лопатки соплового аппарата образуют сходящиеся криво линейные каналы. Течение газа в каналах сопловых лопаток сопровождается увеличением скорости до величины .

Направление потока газа на выходе из каналов соплового аппарата определяется направлением выходных кромок профи лей сопел. Оно составляет с плоскостью вращения рабочего колеса угол оц , который называется углом выхода потока газа из каналов сопловых лопаток.

На рабочих лопатках кинетическая энергия преобразуется в механическую работу на валу турбины. При рассмотрении работы воащающихся рабочих лопаток целесообразно перейти

от абсолютного движения к относительному. Рабочие лопатки движутся мимо неподвижных сопловых лопаток со скоростью а , которая является окружной скоростью. Если обозначить число оборотов турбины п , то окружная скорость опреде лится по формуле

C l ’ Р и с . 14

Окружная скорость является переносной скоростью движе ния рабочих лопаток и каналов рабочих лопаток с заключен ным в них газом. Векторным вычитаниемТГ из"с7 находим относительную скорость. Возьмем частицу газа в любой точ ке осевого зазора между сопловым аппаратом и рабочими ло патками. Пусть это будет точка на выходе из каналов сопло вого аппарата. Через эту точку проводим линию направления окружной скорости 0-0. Под углом а , к этому направлению

строим вектор	скорости	- действительной	скорости	газа
на выходе из	соплового	аппарата. От конца	вектора	от

кладываем вектор а . Соединяя точку 0 с началом вектора 1Г , находим величину и направление вектора относительной

скорооти газа на входе в		каналы		рабочих лопаток -\л/4 .
Угол, образуемый	скоростью w.,		с направлением окружной ско
рости, называется углом входа			(входным углом) потока газа
в каналы рабочих	лопаток	и обозначается p L. Треугольник,
составленный из	скоростей	,	tT	, называется входным

треугольником скоростей, так как он характеризует распре деление скоростей на входе в рабочее колесо.

Учитывая 0 ,1 5 ) и равенство c.= ipcrt , величину и на правление относительной скорости находим по соотношениям

входного треугольника

скоростей

w f= cf+u2- 2 uc, cosoi, = (i~ 9)4+ u2-2mpct

coso<4

или

cos«4

(3.16)

c4sln<x<

qn/Po’ctSLnocj

sin o t4

Tn\

CJ Qi

,------

"гг

> *

•

C4cosar u

4)v^ qct coSa<-u

Формулы показывают,

что при заданных

ct (h'a)

и оц

величи

на

направление относительной скорости (w 4 и Jb4 ) зави

сят

от ~ и q

. Увеличение

при q=const или

повышение q

при 7^-=const

вызывает

увеличение fi, и уменьшение w 4

при уве-

личении fi t

до 90°. Диапазон

изменения Jb, расширяется

ростом q . Так при q

= 0 , 0

угол Д изменяется от ск4 до

90°,

а при

0,5

отсх{

до значений, превышающих 90°.

С увеличением fot

до

90° величина скорости w,

уменьшается,

а рост р< свыше 90° вызывает увеличением,. Параметр-^-

играет важную роль, так как он определяет кинематику по тока в ступени.

Наиболее экономичная работа турбины будет тогда, когда поток газа входит в каналы рабочих лопаток без потерь энергии. Для этого требуется входные кромки рабочих лопа ток .ориентировать по направлению относительной скорости

(рис. 14, 13). В этом случае угол входа потока газа в

каналы рабочих лопаток	равняется входному углу лопаток
JJ -Jb и обеспечивается	так называемый "безударный" вход.

Когда рабочие лопатки подбираются из условия обеспечения безударного входа на них, тогда входной угол профиля ра

бочих лопаток и форма его зависят от			отношения	скоростей
ц
C t'				скоростью
Итак, газ входит в каналы рабочих лопаток со
w 4 и под углом J5<	. На рабочих	лопатках процесс проте
кает различно в зависимости от		степени реактивности у .
На рабочих лопатках	турбины с у	= 0,0 газ не расширяется.
Рабочие лопатки такой турбины образуют каналы почти по
стоянной ширины или несколько сужающиеся. Газ,				обтекая
рабочие лопатки, меняет направление			своего течения.
В каналах рабочих лопаток турбины			с у = 0,5	помимо из


менения	направления		потока газа происходит расширение га
за от давления		до	давления ра . Чтобы в каналах рабочих
лопаток	происходило		расширение газа, они выполняются су

жающимися. Поэтому профили рабочих лопаток турбины с у =

=0,0 заметно отличаются от профилей рабочих лопаток турби ны с у = 0,5 .

Относительная скорость газа на выходе из каналов рабо

чих лопаток обозначается \А/г . Скорость w2 образует			с пло
скостью вращения угол.	Этот угол	называется углом	выхода
газа из каналов рабочих	лопаток	и о б о зн ач ается ^ .	Он

определяется направлением выходных кромок рабочих лопаток и характером истечения.

Через точку, взятую в выходном сечении канала рабочих лопаток, проводим линию под углом jbz к направлению враще ния. Отложим значение скорости . Геометрическим сложе

Смотрите также файлы

Контактное взаимодействие металла и инструмента при прокатке..pdf

Корытин, А. М. Оптимизация управления металлорежущими станками.pdf

Крачино, В. В. Электрорадиоавтоматика на морском транспорте учеб. пособие.pdf

Кудельский, А. Новеллы о воде.pdf

Кузьмин, А. А. Маломощные усилители с распределенным усилением.pdf

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

Смотрите также файлы

Информация

Списки файлов

Дополнительно