рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Основные уравнения и методы расчёта

Основные уравнения и методы расчёта - Конспект, раздел Образование, Конспект лекций по курсу Теория паровых и газовых турбин   Выше Изложенные Расчёты Относились К Среднему Диаметру Ступен...

 

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 значениях (d/l <10) в кольцевых решётках линии тока проходят по сложной пространственной траектории. На рис. 33 изображена турбинная ступень с меридиональными линиями тока.

Рис. 33

 

Вектор скорости с в данной пространственной задаче разлагается на три составляющие:

 

, (107)

 

(рис. 34) связанные между собой на цилиндрической поверхности α и в меридиональной плоскости ν . На рис. 34 показан параллелепипед абсолютных скоростей в цилиндрической системе координат.

Рис. 34

Тогда составляющие скорости с можно записать в виде:

 

; (108)

 

; (109)

 

. (110)

 

Задачу пространственного потока рабочего тела в ступенях большой верности можно решить, произведя расчёт при переменных по радиусу параметрах потока.

Используя цилиндрическую систему координат (рис. 34), запишем для установившемся движении:

Уравнения количества движения (уравнения Эйлера)

 

; (111)

 

; (112)

 

(113)

 

и уравнение неразрывности:

 

, (114)

где Ра , Рu и Рr - составляющие внешних сил.

 

В настоящее время расчёты пространственного потока в целом проводятся, как правило, упрощённо – для осесимметричного потока, т.е. в предположении . При этом упрощённые уравнения количества движения не учитывают массовых сил воздействия лопаток на поток Р, что справедливо для пространства вне решёток, в частности для сечений 0 – 0 , 1 – 1, 2 – 2 (рис. 34). Для сопловой решётки используем уравнения (111), (112) и (113). К ним добавляем уравнение изоэнтропы:

 

(115)

 

И уравнение сохранения энергии, записанной для линии тока,

 

. (116)

 

Для решения системы из пяти уравнений , записанных для кольцевой сопловой решётки, с пятью неизвестными р, υ, сu, ca и сr должны быть заданы дополнительные параметры и характеристики решёток. Обычно задают расход рабочего тела и угловую скорость ω.

Кроме перечисленных условий решение задачи требует ещё замыкающего соотношения, называемого законом закрутки, который будет рассмотрен ниже.

Решив совместно эти уравнения окончательно получим уравнение, определяющее изменение скоростей потока по радиусу:

 

.(117)

 

На основании уравнения (117) проанализируем влияние ряда параметров на распределение давления р1 и скорости с1t в зазоре между решётками.

Рассмотрим некоторые частные случаи.

1. В частном случае цилиндрических поверхностей тока (рис. 35,а) , т.е. при tg v = 0, получаем простое уравнение:

 

. (118)

 

Его решение записывается в виде:

 

, (119)

 

 

где индекс «изв» относится к радиусу rизв , на котором из предварительного расчёта известны параметры потока, в том числе скорость сизв.

Как видно из (119), от корня к периферии скорость потока уменьшается, причём тем больше, чем меньше угол α , т.е. чем больше закрутка потока.

 

Рис. 35

 

2. В частном случае ступени с коническими поверхностями тока tg v =const (рис.35,б) скорость потока от корня к периферии уменьшается сильнее, чем в цилиндрической схеме (случай 1). Влияние конусности потока оказывается тем большим, чем больше число Ма .

3. В решётке с коническими поверхностями тока и увеличением абсолютного угла наклона их от корня к периферии (рис. 35, в) скорость падает в ещё большей степени ( например, ступень с корневым цилиндрическим и периферийным коническим обводами, рис. 33).

Обратная картина будет наблюдаться для решётки, изображённой на рис. 35, г .

4. В случае кривизны меридиональных линий тока на участке с выпуклостью их к оси решётки (рис. 35, д) уменьшение скорости к периферии замедляется (рис. 36), и, наоборот, увеличивается разница в скоростях при вогнутой к оси форве меридиональной линии тока (рис. 35, е).

Рис 36

На рис. 36 показано распределение скорости потока с θ = 2.75 при (M1t)к = 1, где - расчёт в предположении ν = 0; ----- расчёт в предположении dv\da =0;

— ∙ — ∙ — - расчёт по (117) и меридиональным линиям тока согласно рис. 35,д.

Как видим, форма и наклон линий тока зависят от многих параметров.

В первом приближении для ступеней с цилиндрическими меридиональными обводами может служить гипотеза о цилиндрических поверхностях тока. Тогда, если для элементарной массы потока в зазоре между решётками найти центробежную силу, то из условия радиального равновесия этой массы получим:

 

. (120)

 

Полагая, что как перед, так и за ступенью , то из формулы (120) следует постоянство давлений р0 , р1 и р2 по радиусу в сечениях между решётками. Тогда при постоянстве температуры по радиусу перед сопловой решёткой располагаемый теплоперепад ступени не будет меняться по радиусу, и согласно уравнению (68) можно получить формулу для определения изменения по радиусу степени реактивности:

 

. (121)

 

Таким образом, для того, чтобы по упрощённому уравнению радиального равновесия определить изменения по радиусу степени реактивности, необходимо знать зависимости и .

Зависимость является упомянутым выше соотношением, называемым законом закрутки сопловой решётки.

 

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Конспект лекций по курсу Теория паровых и газовых турбин

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: Основные уравнения и методы расчёта

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

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:  

Рассмотрим различные случаи применения записанных выше уравнений для расчёта канала
Решая уравнение (10) относительно c1 , находим:   , (12)   где h – эн

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

Расширение рабочего тела в косом срезе решётки
Рассмотрим сверхзвуковое истечение рабочего тела в суживающейся решётке. При М1t=1, т.е. при , в минимальном выходном сечении реш

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

Относительный лопаточный КПД
Относительный лопаточный КПД ступени представляет собой отношение работы ступени Hu, развиваемой 1 кг рабочего тела, к её располагаемой энергии

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 основных размеров ступени
При заданном теплоперепаде ступени и выбранном значении отношения скоростей u/cф диаметр ступени равен:  

Определение кпд ступени
  Потери энергии в рабочей решётке определяют по формуле:   . (106)   Коэффициен

Законы закрутки решётки
При проектировании ступени часто зависимость задаётся косвенным путём – через изменение по радиусу скоростей потока или их составляющих, или

Выбор степени реактивности для ступеней большой верности
Из уравнения (122) видно, что наименьшая степень реактивности ρк соответствует корневому сечению. Однако, если степень реактивности станет отрицательной (ρк

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?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги