Файл: Абрамов, В. И. Тепловой расчет турбин.pdf

щенные кривые т]ол = / (Хф, h), получены для модельных ступеней со сварной диафрагмой.

3.Сложная поверхность торцовой стенки (меридиональное

профилирование). Обычно применяется одностороннее меридио-

нальное профилирование. Меридиональное профилирование су­ щественно снижает концевые потери в сопловых решетках малой относительной высоты.

Влияние меридионального профилирования оценивается по­ правочным коэффициентом kMC, величина которого практически одинакова для всех комбинацийдвухвенечных сту­

двухвенечной ступени* Размер хорд профилей решеток двухве­ нечных регулирующих ступеней изменяется в очень широких пределах (12—150 мм и более).

Изменение размера хорды при постоянной высоте решетки приводит к изменению коэффициентов профильных и концевых

80

потерь энергии. Профильные потери изменяются в том случае, если при проектировании ступени с хордой лопатки Ью не равной хорде лопаток модельной ступени Ьм, не сохраняется подобие всех размеров профиля. Например, с уменьшением размера хорды должна возрастать чистота обработки поверхности профиля, а это существенно увеличивает стоимость изготовления лопаток. При больших размерах хорды профиля толщина его выходной кромки, если он выполняется подобным профилю модельной сту­ пени, может оказаться неоправданно большой. Так, рабочие лопатки регулирующей ступени турбины мощностью 500—600 мВт должны иметь хорду около 100 мм и, следовательно, толщину вы-

Р и с . 4 4 . П о п р а в к а к к. п . д . к ом би н ац и й K C -0A , К С -1 А , К С -0 Б , КС-1 Б на о д н о с т о р о н н ее м ер и д и о н а л ь н о е п р о ­

концевых потерь.

В предлагаемой методике расчета принята схема раздельного учета влияния размера хорд и толщин кромок на к. п. д. ступени. Поправки на изменение размера хорды сопловой решетки kbl, первой рабочей решетки /гб1, решетки направляющего аппарата kb вводятся для постоянных высот I и постоянных относитель­

ных толщин кромок профилей Д = Дlb. Относительные толщины кромок выбраны равными относительным толщинам кромок ре­ шеток ступеней, для которых построены обобщенные кривые

К . П. Д. "Пол.

Поправки, учитывающие толщину кромок направляющих и рабочих лопаток, зависят, хотя и незначительно, от высоты ло­ паток. С увеличением высоты лопаток поправки /гд несколько

81

уменьшаются, что отражает влияние вторичных течений на формирование кромочного следа в концевых зонах решетки.

Течение в решетках двух­ венечных ступеней характери­ зуется большими значениями числа Re. Следовательно, вели­ чина профильных потерь зави­ сит от относительной шерохо­ ватости поверхности лопаток. Там, где течение в пограничном слое определяется величиной относительной шероховатости, с ее увеличением профильные потери растут. Таким образом, потери в геометрически подоб­ ных решетках будут одинаковы только при одинаковой относи­ тельной шероховатости поверх­ ности, т. е. чистота ги точность обработки профиля должны возрастать с уменьшением его хорды. Современный же техно­ логический процесс производ­ ства лопаток позволяет полу­ чить одинаковую чистоту по­ верхности лопаток независимо от размера хорды профиля.

Известно, что в процессе эксплуатации турбин (особенно газовых) степень шероховатости растет, причем для лопаток ма­ лой хорды в большей степени, так как размер выступов шеро­

реальных условий работы про­ точной части турбины умень­ шение хорды лопаток при по­ стоянной относительной тол­ щине кромок снижает концевые и увеличивает профильные по­ тери решеток.

Относительная шерохова­ тость турбинных лопаток обычно

82

мала, поэтому влияние шероховатости может заметно сказаться только при малых хордах лопаток, что отражается на поправочных кривых в виде снижения величины ke (рис. 45—51). Следует от­ метить, что влияние шероховатости существенно зависит от числа М. При дозвуковых скоростях профильные потери с увели­ чением шероховатости растут. При числе М > 1,2 в дозвуковых и околозвуковых решетках профильные потери также возрастают. При М и «« 1,2 профильные потери практически не зависят от степени шероховатости. Этот экспериментально установленный факт имеет следующее объяснение: в «гладких» решетках при воз­ никновении в минимальном сечении критической скорости воз­

тывающая влияние числа Маха (т. е. перепада давлений ступени е = р%/р0), исключительно важна, так как режимы работы двух­ венечной регулирующей ступени изменяются в широких пределах. Влияние числа Маха на к. п. д. т]ол определяется изменением по­ терь и теплоперепадов в решетках ступени. При этом решающее влияние на экономичность ступени оказывают величина и зави­ симость потерь от числа Маха в сопловой и первой рабочей решет­ ках. В связи с этим очевидно, что влияние числа М должно за­ висеть от типа и характеристик применяемых решеток, соотноше­ ния площадей венцов, в значительной мере определяющих степень реакции ступени, а также от осевых и радиальных зазоров.

Обобщенные кривые к. п. д. г|оЛ = / (хф, 1г) приведены для опти­ мальных перепадов ступеней. Следует оговориться, что оптималь­ ное е не является постоянной величиной и, в свою очередь, зависит

8 3

цОч

(U

■3

D °Q ^ -4. <N,

84