рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Рассмотрим различные случаи применения записанных выше уравнений для расчёта канала

Рассмотрим различные случаи применения записанных выше уравнений для расчёта канала - Конспект, раздел Образование, Конспект лекций по курсу Теория паровых и газовых турбин Решая Уравнение (10) Относительно C1 , Находим: &n...

Решая уравнение (10) относительно c1 , находим:

 

, (12)

 

где h – энтальпия, Дж/кг, а c – скорость, м/с.

 

Рис. 2

 

Энтальпию h0 рабочего тела можно найти непосредственно из h,s – диаграммы (рис. 2). Если энтальпия h1 в конце процесса расширения также задана, то по формуле (12) можно найти скорость c1

При изоэнтропном расширении (линия А – В) можно найти h1t , и следовательно скорость c1t .

Канал, в котором поток плавно ускоряется, называется сопловым или соплом.

Согласно формуле (8) можно найти скорость c1t :

 

. (13)

 

Если начальной кинетической энергией потока пренебречь нельзя, то можно предположить, что она возникла в результате изоэнтропийного расширения рабочего тела от некоторых фиктивных параметров , при которых начальная скорость равнялась нулю, до параметров перед соплом . Иными словами, параметры возникнут в том случае, если поток текущий со скоростью c0 изоэнтропийно затормозится до нулевой скорости.

Отсюда принято называть параметры параметрами изоэнтропийного заторможенного потока, или параметрами торможения.

Тогда:

 

, (14)

 

 

где - отношение давления p1 к давлению заторможенного потока .

Давления p0 и p1 в отличии от давления заторможенного потока называются статическими.

Параметры торможения можно найти при помощи h,s – диаграммы (рис. 2). Откладывая по изоэнтропе отрезок от точки, соответствующей начальным параметрам p0 и t0 , находим в точка параметры заторможенного потока .

Если скорость c0 невелика и не превышает 100 – 150 м/с, то для определения параметров торможения удобно пользоваться следующими приближёнными формулами:

 

; . (15)

 

Учитывая, что распространение звука происходит со скоростью :

 

 

, (16)

 

 

можно, преобразовав формулу (13) с учётом (14), привести её к виду:

 

 

, (17)

 

где a1 – скорость звука при параметрах рабочего тела p1, v1; - скорость звука при параметрах торможения.

Если скорость потока в процессе расширения достигнет скорости звука c1=a1=a* , то такую скорость и соответствующие ей параметры называют критическими и обозначаются звёздочкой.

Критическое отношение давления при c1t=a1t=a* равно:

 

, (18)

 

а критическая скорость потока:

 

. (19)

 

В анализе процесса течения рабочего тела широко используются безразмерные скорости:

и число Маха .

 

При критическом отношении давлений ε* безразмерные скорости равны единице:

 

Если определить, как должна меняться площадь сечения сопла по мере расширения рабочего тела, то для изоэнтропного процесса расширения получим зависимость, представленную на рис. 3.

 

Рис. 3

 

 

Для этого возьмём несколько промежуточных точек на изоэнтропе А – В (рис. 2) и, подсчитав по найденным уравнениям скорости и площади сечения, построим соответствующие зависимости. На рис. 3 представлена диаграмма изменения параметров рабочего тела p и v , скорости потока с1 и площади поперечного сечения сопла F в зависимости от изоэнтропного теплоперепада H0. Кривая F показывает, что при определённой величине теплоперепада площадь сечения сопла имеет минимум F* и что дальнейшее расширение рабочего тела требует постепенного увеличения площади сечения F.

 

При изоэнтропном течении минимальное сечение сопла, а также параметры рабочего тела, которые соответствуют этому сечению, совпадают с критическими, т.е. скорость потока ct в минимальном сечении сопла достигает скорости распространения скорости звука a и ct = a = a*. Используя уравнение неразрывности, находим

 

 

, (20)

 

где G* - критический расход рабочего тела, кг/с;

F* - площадь канала в критическом сечении, м2;

- давление торможения, Па;

- удельный объём рабочего тела при давлении торможения, м3/кг;

 

- коэффициент, зависящий от показателя к.

 

Приведённый (относительный) расход выраженный в долях критического, равен:

 

 

.

 

 

Рис.4

 

Полученные зависимости представлены на диаграмме рис. 4, на котором видно, что для потока сжимаемой жидкости характерны две области:

· область дозвукового течения в пределах изменения ε от 1 до ε* ;

· сверхзвуковая область в пределах изменения ε от ε* до 0.

Для того чтобы понять причину, вызывающую сокращение площади поперечного сечения F в докритической зоне и рост её в сверхзвуковой области, используем уравнение неразрывности в дифференциальной форме (5):

 

.

 

Это выражение показывает, что приращение площади сечения канала имеет отрицательное или положительное значение в зависимости от того, какое из слагаемых правой части равенства больше по абсолютной величине.

 

Так, если в докритической области величина dc/c превышает dv/v, что приводит к отрицательному dF/F, т.е. к уменьшению площади проходного сечения, то при переходе в сверхкритическую область приращение объёма рабочего тела в процессе расширения начинает преобладать над приращением скорости потока и проходное сечение канала увеличивается.

 

Необходимость перехода к расширяющимся соплам при сверхкритическом расширении рабочего тела было установлено Лавалем, который впервые применил расширяющиеся сопла в своей турбине, поэтому такие сопла получили название соплами Лаваля.

 

 

– 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: Рассмотрим различные случаи применения записанных выше уравнений для расчёта канала

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:  

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

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

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