Относительный лопаточный КПД - Конспект, раздел Образование, Конспект лекций по курсу Теория паровых и газовых турбин Лекция № 1 Относительный Лопаточный Кпд Ступени Представляет Собой Отношение Рабо...
Относительный лопаточный КПД ступени представляет собой отношение работы ступени Hu, развиваемой 1 кг рабочего тела, к её располагаемой энергии :
. (76)
Где ξс и ξр - потери в соответственно сопловой и рабочей решётках, отнесённых к располагаемой работе ступени, отличаются от ζс и ζр – потерь в соответственно сопловой и рабочей решётках, отнесённых к располагаемым работам решёток.
Подставив в уравнение (76) выражение (66) и
, (77)
где сф – некоторая фиктивная скорость, получаем:
. (78)
Подставив в уравнение (78) выражения для скоростей
;
; (79)
, (80)
получим
. (81)
Таким образом, относительный лопаточный КПД является сложной функцией отношения скоростей u/сф, степени реактивности ρ, коэффициентов скоростей φ и ψ и углов выхода потока из решёток α1 и β2.
Рассмотрим частный случай: чисто активную ступень (ρ = 0).
Тогда из выражений (76) и (78) получаем:
Принимая во внимание, что при ρ = 0 и , получаем:
. (82)
Если в первом приближении принять, что при различных значениях u/сф характеристики решёток φ , ψ, α1 , и остаются постоянными, то можно, продифференцировав уравнение (80) по d(u/сф) и приравняв его к нулю, найти такое значение отношение скоростей, при котором ηо.л.будет максимальным:
. (83)
Отсюда определяем максимальное значение относительного лопаточного КПД чисто активной ступени (ρ = 0):
. (84)
График изменения относительного лопаточного КПД в зависимости от отношения скоростей u/сф показан на рис. 29.
Рис. 29 Рис. 30
Этот график можно описать уравнением (76), из которого видно, что основные потерь были связаны с выходной скоростью с2 . Максимум КПД получается примерно при таком соотношении скоростей u/сф , где потери с выходной скоростью имеют наименьшую величину, что в свою очередь требуется обеспечить осевое направление выходной скорости с2 , т.е. α2 = π/2.
Тогда в этом случае можно вывести формулу для КПД ступени с любой степенью реактивности, а именно из прямоугольника скоростей находим относительную скорость w2 :
.
С другой стороны, используя уравнения (72), (77), (79) и (80), получаем:
,
или
. (85)
Приняв φ = ψ = 1, получим выражение для оптимального отношения скоростей:
. (86)
Если принять
,
что согласно треугольникам скоростей (рис. 27) справедливо при равенстве осевых составляющих скоростей с1а = с2а , то получим:
,
и поскольку <<cos2α1 , то
. (87)
Зависимость КПД ступени от отношения скоростей u/сф для ступени со степенью реактивности ρ = 0.5 показана на рис. 30.
Лекция... Введение Конспект по курсу Теория паровых и газовых турбин часть I составлен на основании лекций по этому предмету читавшихся для студентов направления...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Относительный лопаточный КПД
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Основные уравнения движения жидкости сжимаемой жидкости
Преобразование энергии в ступени турбины происходит в результате обтекания сжимаемой жидкостью ( рабочим телом ) сопловых неподвижных и рабочих лопаток турбины. Законы течения рабочего тела подробн
Уравнение неразрывности
Если в сечении 1 через канал площадью F1 проходит массовый расход рабочего тела G1 с переменным удельным объёмом v1 и с переменной скоростью
Уравнение количества движения
При движении в направлении x и силе сопротивления R, отнесённой к 1 кг массы рабочего тела, дифференциальное уравнение изменения количества движения (уравнение имп
Уравнение сохранения энергии
Уравнение сохранения энергии для установившегося движения потока справедливо независимо от того, сопровождается ли течение потока потерями или происходит без потерь:
Турбинные решётки
Турбинная ступень образуется из неподвижной (сопловой) и вращающейся (рабочей) лопаточных решёток.
В каждой решётке лопатки одинаковы, установлены под одним и тем же
Потери энергии при обтекании турбинных решёток
Потери энергии, связанные с течением рабочего тела в решётках, можно разделить на несколько составляющих:
1. профильные потери ζпр, определяемые при
Профильные потери
Потери на трение в пограничном слое можно определить теоретически, если известен режим пограничного слоя и его условные толщины у выхода из решётки. Обычно для сопловых конфузорных решёток
Коэффициенты расхода
При определении выходных сечений сопловых и рабочих решёток необходимо знать действительный характер течения в решётке. Наличие пограничного слоя, неравномерность полей скоростей и вторичные течени
Углы выхода потока
Угол выхода потока из сопловой α1 и рабочей β2 решёток, под которыми подразумеваются осреднённые с помощью уравнения количества движения по шагу t и высоте
Турбинных решёток
Для расчёта турбинных ступеней, построения треугольников скоростей, определения КПД и мощности ступени удобно пользоваться коэффициентами скорости:
· для сопловой ре
Характеристики двухфазной среды
В последних ступенях конденсационных турбин и в большинстве ступеней влажнопаровых турбин процесс расширения пара происходит ниже пограничной кривой x = 1 (рис. 19).
Образование влаги в элементах турбины
При переходе однофазной среды в двухфазную область состояния ( в сопловых турбинных решётках) с большими скоростями c и соответственно с большим абсолютным градиентом давления dp изме
Преобразование энергии в осевой турбинной ступени
В ступени турбины работа расширения рабочего тела преобразуется в кинетическую энергию потока, а последняя – в механическую работу. Рассмотрим это преобразование применительно к одной из ступеней о
Характеристики турбинной ступени
При расчёте турбинной ступени требуется выбрать её основные размеры:
· форму профилей сопловых и рабочих решёток;
· высоты решёток ,
· углы их установки,
· конст
Выбор степени реактивности
Проектирование ступени начинается с выбора типа ступени.
Ступени могут быть либо активные (ρ = 0.02 – 0.25), либо реактивные (ρ > 0.4).
Активные ступ
Определение КПД ступени
Потери энергии в рабочей решётке определяют по формуле:
. (106)
Коэффициен
Основные уравнения и методы расчёта
Выше изложенные расчёты относились к среднему диаметру ступени и они могут быть справедливы по всей высоте лопаток только в тех случаях. Когда d/l >10 – 15. При меньших зн
Законы закрутки решётки
При проектировании ступени часто зависимость задаётся косвенным путём – через изменение по радиусу скоростей потока или их составляющих, или
Особенности ступеней скорости
Располагаемый теплоперепад, срабатываемый в турбинной ступени, определяется окружной скоростью u и отношением скоростей u / сф . Причём, чем меньше это отношение при заданн
Расчёт ступеней скорости
Работу, которую развивает 1 кг рабочего тела, протекающего через двухвенечную ступень скорости, следует рассматривать как сумму работ в рабочих решётках первого и второго рядов.
Относительный внутренний КПД
Ранее при изучении турбинной ступени были рассмотрены потери энергии, связанные с протеканием рабочего тела в решётках ступени и потери с выходной скоростью.
Коэффициент полезного действия
Парциальный подвод рабочего тела
Парциальный подвод означает, что в ступени рабочее тело проходит через решётки не по всей окружности.
Доля окружности, занятой каналами сопловых лопаток, через которые проходит рабочее тел
Потери от утечек в ступени
В работе турбины часть рабочего тела минуя проточную часть образует протечку, которая снижает КПД всей турбины. Для уменьшения утечек в конструкции турбины нашли широкое применение лабиринтные у
Влияние влажности пара на КПД ступени
Экспериментальные исследования работы ступени турбины в области влажного пара показали снижение экономичности по сравнению со ступенью, работающей в области перегретого пара.
Ухудшения раб
Рабочий процесс многоступенчатой паровой турбины
Современные паровые турбины обычно имеют активные ступени в области высокого давления и реактивные – в области низкого давления. Однако мы условно сохраним деление турбин на активные и реактивные.
Определение размеров последней ступени турбины
Для определения размеров последней ступени в первую очередь задаются КПД процесса расширения рабочего тела или определяют его по статистическим данным.
По величине р2 , о
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
:
. (76)
, (77)
. (78)
;
; (79)
, (80)
. (81)
и 
, получаем:
. (82)
остаются постоянными, то можно, продифференцировав уравнение (80) по d(u/сф) и приравняв его к нулю, найти такое значение отношение скоростей, при котором ηо.л.будет максимальным:
. (83)
. (84)
.
,
. (85)
. (86)
,
,
<<cos2α1 , то
. (87)
Новости и инфо для студентов