рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Понятие о степени реактивности

Понятие о степени реактивности - раздел Геология, Основные закономерности рабочего процесса турбины В Ступени Турбины Происходит Преобразование Энергии Выделавшейся При Расширен...

В ступени турбины происходит преобразование энергии выделавшейся при расширении нагретого газа. Оно происходит как в неподвижном СА, так и в РК. Оценка распределения работ расширения между РК и СА осуществляется с по­мощью степени реактивности . Она равна отношению работ расширения в РК к изоэнтропической работе турбины. Большое значение реактивности означает большое ускорение в РК, малое в СА.

Различают изоэнтропическую и действительную степени реактивности. Изоэнтропической степенью реактивности называют отношение:

    4.35

Пренебрегая разностью величин ( ) и ( ), для записывают другое выражение:

    4.36

Данное выражение более употребимо, чем предыдущее, поскольку с его помощью него может быть определено давление на выходе СА , если из­вестна степень понижения давления . Действительно:

    4.37
    4.38

Подставляя данные соотношения в уравнение степени реактивности можно найти:

    4.39

То есть, однозначно определяет давление p1 в зазоре между СА и РК.

Действительной степенью реактивности называют отношение:

    4.40

Величина связана с действительными значениями скоростей, определяю­щими треугольник скоростей. Кроме того, более наглядно характе­ризует сущность рабочего процесса в ступени, а разница в величинах и не превышает 1,5...2%.

В западной литературе по турбомашинам, также используется понятие сте­пени реактивности, но под ним подразумевается несколько иное. Там при­меняется два типа степени реактивности:

    4.41
    4.42

В типичной турбине разница между этими величинами составляет 5…...10% и когда упоминается реактивность, важно знать какая из них имеется в виду. На практике чаще применяется . Она является наиболее приближенной величиной к при­меняемой в российской практике действительной степени реактивности

Как видно величина сте­пени реактивности может принимать значения от 0 до 1. По ве­личине ступени турбины делятся на три группы:

¾ ступени, у которых называются активными;

¾ ступени, у которых называются чисто реактивными;

¾ ступени, у которых называются реактивными.

Рассмотрим влияние степени реактивности с помощью треугольников ско­ростей.

Рассмотрим 5 вариантов ; ; ; ; (рисунок 4.14).

 

Рисунок 4.14 – Планы скоростей турбины при разных значениях степени реактивности (переделать)

В случае отрицательной реактивности рабочее тело тормозится в РК и оно не выполняет свою функцию (давление там растет). Поэтому для получения требуемой работы скорость в СА должна быть очень большой, что обуславливает большие потери там. Угол поворота там достигает 150°, лопатки СА сильно изогнуты.

Если , то . Энтальпия в РК не меняется и имеет только незначи­тельное падение давления, обусловленное наличием потерь. Весь процесс расширения происходит в СА, что обуславливает большие потери там. Такие ступени устанавливаются на первых сту­пенях паровых турбин ВД.

Для реактивности входной и выходной треугольники симметричны (если принимать реактивность в российском понимании этого термина, сим­метрия будет примерно при ). Ускорения и углы поворота в СА и РК равны. Теоретически возможно сделать их с одинаковыми, но зеркальными профилями. Но трехмерная форма лопаток и конструктивные соображения противоречат этому.

При весь процесс расширения газа происходит в РК. По этой причине уровень скорости и потерь в нем большой. В СА ускорения нет.

При поток в СА тормозится. Большие степени реактивности, как пра­вило, не применяются.

Таким образом наиболее выгодно с точки зрения достижения максималь­ного КПД применять ступени с близкую к 0,5. В современных авиацион­ных ГТД находят применение, в основном, реактивные ступени, в которых изменяется в пределах 0,25...0,5.

Выбор степени реактивности существенным образом влияет на форму профиля. Расчет по среднему диаметру определяет форму треугольников ско­ростей, они в свою очередь определяют форму лопатки. Малая степень реак­тивности требует большого угла поворота в СА, а высокая в РК. Оба варианта существенно снижают эффективность, т.к. большой угол поворота потока уве­личивает профильные и вторичные потери, а также потери в РЗ. Прим. По этой причине на СНТК практически не применяли реактивность больше 0,4. Там считали, что лучше иметь большие скорости в СА.

Кроме того выбор степени реактивности влияет на температуру газа на входе в РК и следовательно на температуру лопатки. Малые скорости w1 при­водит к уменьшению температуры в относительном движении.

С увеличением степени реактивности может ухудшится протекание харак­теристики.

При выборе реактивности следует учитывать трехмерную форму лопатки. Скорости на втулке меньше, чем на периферии, угол отставания и нагрузка профиля больше. Это подразумевает более низкую реактивность на втулке чем на периферии. Она не должна быть меньше определенного уровня.

Из анализа треугольников скоростей следует, что с увеличением реактив­ности уменьшается α2, что увеличивает потери с выходной скоростью и ухуд­шается работа канала за турбиной.

Выбор степени реактивности влияет не только на газодинамические про­цессы в ступени турбины и ее эффективность, но и на ее напряженное и теп­ловое состояние, конструкцию и технологию изготовления.

Оценим влияние величины действительной степени реактивности на КПД турбины Для этого рассмотрим вначале решeтки СА и РК ступени с небольшой степенью реактивности . План скоростей такой ступени соответствующий оптимальному значению параметра нагруженности изображен на рисунке 4.15 сплош­ными линиями. Из этого рисунка следует, что скорость незначи­тельно превышает , а величина , как отмечалось выше, при не­сколько больше 90°. С ростом степени реактивности скорость (пунктирные линии на рисунке 4.15) становится значительно больше и для достижения угла , обеспечивающего , требуется всe большая ско­рость , а следовательно, и большее значение параметра . Таким обра­зом, величина увеличивается с ростом .

 

Рисунок 4.15 – Влияние степени реактивности на деформацию треугольников скоростей (переделать)

Вид зависимостей при различных значениях для полнораз­мерных турбинных ступеней представлен на рисунке 4.16. Применение сту­пеней с повышенной степенью реактивности позволяет несколько увеличить их КПД. Это объясняется тем, что при росте увеличивается степень конфу­зорности течения газа в решeтке РК. Последнее обстоятельство приводит к снижению потерь в РК и уменьшению . На рисунке 4.16 показан пример­ный характер зависимости (пунктирная линия) КПД ступени от степени реак­тивности (при оптимальных по значениях ). Однако увеличение сле­дует сопровождать увеличением окружной скорости, что приводит к возрас­танию уровня напряжений, действующих в диске и лопатках РК.

В относительно малоразмерных ступенях увеличение сопровождается существенным увеличением потерь на утечку рабочего тела через радиальный зазор.

 

 

Рисунок 4.16 – Влияние степени реактивностина КПД турбины и оптималь­ное значение


– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Основные закономерности рабочего процесса турбины

Турбина это лопаточная машина в ко торой происходит непрерывный отбор энергии от сжатого и нагретого газа а также преобразование ее в.. рисунок многоступенчатая паровая турбина..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Понятие о степени реактивности

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:

Принцип действия ступени турбины
Рассмотрим принцип действия турбины на примере ступени осевой турбины, схема которой приведена на рисунке 4.2. Выделим элементарную ступень толщиной dr турбины на произвольном радиусе (рисун

Изменение основных параметров по длине проточной части турбины
Рассмотрим, как и почему основные параметры потока меняются вдоль проточной части ступени тур­бины. Как было отмечено при объяснении принципа действия, межлопаточные каналы РК и СА турбины

Важнейшие кинематические параметры
  Рисунок 4.4 – План скоростей ступени осевой турбины 1. Окружная скорость на среднем диаметре . Ее величина в современных сту­пе­нях осевых турбин составляет 250.

Параметр нагруженности турбины
Важным кинематическим параметром является параметр нагруженности ступени:     4.10 где – усло

Коэффициент нагрузки ступени и диаграмма Смита
В кинематических расчетах может использоваться коэффициент нагрузки:   4.22 Если сравнить формулы

Преобразование энергии в ступени турбины и КПД турбины
Турбина является не только механическим устройством, в котором от по­тока нагретого сжатого рабочего тела отбирается работа. Этот процесс сопро­вождается одновременным изменением давления и темпе­р

Изображение рабочего процесса в турбине на i-s диаграмме
Рассмотрим i-s-диаграмму процесса расширения газа в ступени турбины (рисунок 4.13).   Рисунок 4.13 i-s - диаграмма процесса расширения газа в ступени турбины

Рабочий процесс в сопловом аппарате осевой турбины
Процесс течения газа в СА ступени турбины можно рассматривать как расширение рабочего тела в осесимметричном сверхзвуковом сопле. В то же время при расчeте параметров потока нельзя не учитывать ряд

Рабочий процесс в рабочем колесе осевой турбины
Рабочий процесс в РК отличатся тем, что происходит во вращающихся межлопаточных каналах. По этой причине расширение газа в РК можно рассматривать как в абсолютном, так и в от­носительном движениях.

Газодинамическая нагруженность лопаток турбины и выбор их числа
В межлопаточном канале турбины статическое давление и другие пара­метры меняются не только вдоль направления движения рабочего тела, но и в тангенциальном направлении. Контур распределения давления

Направление потока за лопаточным венцом турбины
В турбинных решетках угол выхода потока a1 (или b2) определяется в ос­новном соответствующими конструктивными углами a1 л (или b2 л

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