рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Первоначальные сведения о лопаточных машинах

Первоначальные сведения о лопаточных машинах - раздел Машиностроение, Базовые понятия теории лопаточных машин. Место лопаточных машин в современной промышленности Лопаточная Машина - Устройство, В Проточной Части Которо...

Лопаточная машина - устройство, в проточной части которого осуществляется подвод или отбор энергии от потока жидкости или газа за счет взаимодействия со специально спрофилированными элементами, называемыми лопатками. В ряде источников, особенно в зарубежных, для обозначения лопа­точных машин применяется термин турбомашины. Эти два понятия являются синонимами.

Как видно из определения, в лопаточной машине может осуществляться как подвод энергии к потоку, так и ее отбор. Важно также отметить, что энергообмен осуществляется именно путем взаимодействия потока с элементами проточной части (лопатками). Данное обстоятельство отличает турбомашины от других типов (например, объемных машин), где энергообмен осуществляется за счет изменения объема рабочего тела.

Важным достоинством лопаточных машин относительно машин других типов является то, что энергообмен осуществляется с непрерывным потоком рабочего тела, в то время как все остальные типы работают с его порциями.

Все существующие лопаточные машины условно можно разделить на две группы в зависимости от направления передачи энергии. По этому признаку различают машины-исполнители и ма­шины-двигатели (рисунок 1.1). Машины-исполнители подводят энергию к потоку жидкости или газа. К ним относятся насосы, компрессоры и вентиляторы. Машины-двигатели преобра­зуют энергию газового потока в механическую работу. К такому типу машин относятся турбины.

Лопаточные машины нашли широчайшее применение во всех отраслях промышленности и техники. При этом в зависимости от области и применения размеры турбомашины могут меняться от нескольких миллиметров до десятка метров. Ниже перечисляются наиболее распространенные типы турбомашин в порядке увеличения их размеров: автономные микро энергоисточники, турбинный наконечник для привода стоматологического сверла; компьютерные вентиляторы, турбокомпрессоры наддува ДВС, микрогазотурбинные двигатели, водяные насосы, турбодетандеры, вентиляторы систем охлаждения, компрессоры и турбины вертолетных ГТД и самолетов малой авиации, компрессоры и турбины ГТД пассажирских и транспортных самолетов, промышленные вентиляторы, компрессоры и турбины промышленных ГТУ, воздушные винты, гидравлические турбины, ветряные турбины (рисунок 1.2 и 1.3).

 

Рисунок 1.1 - Машины-исполнители и машины-двигатели

 

Рисунок 1.2 – Практический диапазон размеров турбомашин, применяемых в разных отраслях

 

Рисунок 1.3 – Области применения турбомашин в порядке увеличения их размеров

Учитывая тот факт, что область применения турбомашин является чрезвычайно широкой, то их основные параметры могут меняться в широчайших пределах (таблица 1.1).

Таблица 1.1 – Диапазон изменения основных параметров турбомашин

Параметр Минимальное значение Максимальное значение
Размер 4мм (стоматологическое сверло) 100м (ветряная турбина)
Частота вращения: 6 об/мин (ветряная турбина) 450 000об/мин (стоматологическое сверло)
Массовый расход: 0,001кг/с (стоматологическое сверло) 700 000кг/с (ветряная турбина)
Мощность 3Вт (стоматологическое сверло) 1200МВт (Паровая турбина)
Степень сжатия насоса 1000Па (насос системы охлаждения) 30 000МПа
Степень сжатия компрессора 1,00 (вентилятор) 100 (многоступенчатый компрессор)
Степень расширения в турбине 1,001 (ветряная турбина) 1000 (автономная турбина ЖРД)

 

Несмотря на то, что перечисленные турбомашины существенно отличаются друг от друга размерами, формой, назначением, используемым рабочим телом (воздух, продукты сгорания, вода, жидкость), их рабочие процессы подчиняются одним и тем же физическим законам. Машины исполнители и машины двигатели являются обращенными машинами, т.е. рабочие процессы в них подчиняются одним и тем же физическими принципам, описываются одинаковыми уравнениями, но отличаются они направление передачи энергии (к рабочему телу или от него).

Турбомашины имеют большое экономическое значение в современном обществе:

- большая часть электроэнергии генерируется лопаточными машинами;

- почти все коммерческие воздушные перевозки осуществляются с помощью ГТД;

- основным судовым движителем является винт;

- в качестве судовых двигателей применяются паровые и газовые турбины, дизели имеют наддув;

- 90% дизельных двигателей оснащены турбонаддувом;

- насосы подают воду в дома и откачивают канализационные стоки;

- питание ЖРД осуществляется шнекоцентробежными насосами;

- вентиляторы широко применяются в системах охлаждения, вентиляции и кондиционирования.

Компрессоры и турбины легко могут быть идентифицированы визуально. Принципиальная разница между ними заключатся в том, что течение рабочего тела в турбине является конфузорным, а в компрессоре - диффузорным. Поэтому межлопаточный канал в турбине сужается, для него характерно, что угол потока на входе в решетку больше угла на выходе. В компрессоре канал наоборот расширяется. Для канала такой формы характерно, что угол потока на входе меньше угла на выходе.

Кроме того, существует ряд других визуальных признаков отличия компрессоров от турбин:

- профиль компрессора, как правило, более тонкий, чем у турбины;

- компрессорные лопатки часто выполняются из титановых сплавов или стали. Они имеют яркий серебристый цвет. Лопатки турбины выполняются в основном из никелевых сплавов, которые имеют значительно более темный оттенок. Кроме того, турбины могут иметь различные покрытия на поверхности лопатки;

- число ступеней (лопаточных рядов) многоступенчатого компрессора значительно больше числа ступеней турбины;

- перо лопатки турбины заметно более изогнуто по сравнению с компрессорным.

Как известно из механики жидкости и газа пограничные слои более устойчивые и тонкие в течениях, происходящих вдоль направления снижения давления, и наоборот толстые и склонные к отрывам в направлении повышения давления. По этой причине общий КПД турбины выше, чем в компрессоре.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Базовые понятия теории лопаточных машин. Место лопаточных машин в современной промышленности

Понятие о ступени лопаточной машины.. Понятие ступени является фундаментальным в теории лопаточных машин Ступень.. Классификация лопаточных машин..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Первоначальные сведения о лопаточных машинах

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:

Лопатка - основной элемент лопаточной машины
Энергетическое взаимодействие в турбомашинах осуществляется с помощью специально профилированных элементов называемых лопатками. Они являются главными элементами лопаточной

Ступень компрессора
В самом общем случае ступень компрессора или насоса в порядке следования через нее рабочего тела состоит из входного направляющего аппарата (ВНА), рабочего колеса и выходной системы (рисунок 1.14).

Ступень турбины
Ступень турбины также состоит из рабочего колеса и дополнительных устройств. В самом общем случае в состав ступени могут входить (в порядке следования рабочего тела): входная система, рабочее колес

Назначение и место лопаточных машин в системе газотурбинных двигателей авиационного и наземного назначения
Как известно, газотурбинный двигатель (рисунки 1.28 и 1.29) является тепловой машиной, работающей по замкнутому термодинамическому циклу (циклу Брайтона, рисунок 1.30), в результате чего возникает

Назначение и место лопаточных машин в паротурбинных энергоустановках
Паротурбинная установка — это непрерывно действующий тепловой агрегат, рабочим телом которого является вода и водяной пар. Паротурбинная установка является механизмом для преобразо

Назначение и место лопаточных машин в системе наддува двигателя внутреннего сгорания
Развитие двигателей внутреннего сгорания (ДВС) идет по пути по­вышения мощности двигателя при сокращении его габаритов и потребляемого топлива. Эта тенденция особенно актуальна для двигателей, пред

Назначение и место лопаточных машин в системах питания ракетных двигателей
Жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) (рисунки 1.38, 1,39) – это двигатель, ра­ботающий на жидких компонентах топлива, находящихся на борту летательного аппарата (ракеты). Компонентами топлива являют

Требования, предъявляемые к лопаточным машинам
К лопаточным машинам независимо от области их применения и типа предъявляются следующие основные требования: - минимальные габаритные размеры и масса; - высокий к.п.д.; -

Обозначения направлений и базовых поверхностей в теории лопаточных в теории лопаточных машин
Рассмотрим течение произвольно выделенного бесконечно малого объема движущегося в межлопаточном канале лопаточной машины по пространственной траектории S (рисунок 1.44). Лопатка дей

Характерные (контрольные) сечения турбомашины и структура построения индексов параметров
Параметры потока в лопаточных машинах, при анализе рабочего процесса в них, часто анализируют в контрольных сечениях, находящихся обычно на входе и выходе из лопаточных венцов. Обозначения этих сеч

Одномерная модель потока в лопаточной машине
Простейшей моделью рабочего процесса в лопаточной машине является одномерная модель. Она представляет собой тело вращения, ограниченное двумя поверхностями вращения: наружной (поверхность статора)

Двухмерная модель потока в лопаточной машине
В двухмерной модели потока параметры меняются в проекциях на две координатные оси: осевую и окружную (для осевых участков) или радиальную и окружную (для радиальных участков). Для осевых участков д

Трехмерная модель потока в лопаточной машине
Трехмерная модель полностью воспроизводит пространственную форму межлопаточного канала (рисунок 1.56). Изменение параметров потока в ее рамках учитывается в направлении всех трех осей. Ее использов

Основные геометрические параметры ступени основных типов турбомашин
Прежде чем перейти к описанию основных геомет­рических параметров ступени осевого компрессора и других ло­паточных машин, необходимо привести некоторые определения. Средняя линия п

Основные геометрические параметры ступени осевого компрессора
Основные геометрические параметры проточной части осе­вого компрессора в меридиональной плоскости представлены на рисунке 1.58 и табл. 1.4. Таблица 1.4 - Основные геометрические параметры

Основные геометрические параметры ступени центробежного компрессора
Основные геометрические параметры проточной части РК цен­тробежного компрессора в меридиональной плоскости приве­дены на рисунках 1.61 и 1.62 и таблице 1.6. Для рассмотрения геометрических

Основные элементы и геометрические параметры профиля лопатки и турбинной решетки профилей
Основные геометрические параметры ступени турбины в ме­ридиональной плоскости обозначены на рисунок 1.66 и приведены в таблице 1.8. В проектировочной практике важное значение имеют также и

Геометрические параметры ступени центростремительной турбины
Основные геометрические параметры ступени центростреми­тельной турбины в меридиональном сечении приведены на рисунке 1.69 и в таблице 1.11. Их обозначения в основном соответствуют аналогичным парам

Основные геометрические параметры насоса
Основные геометрические параметры проточной части насоса в меридиональной и окружной плоскостях представлены на рис. 2.24, а их названия приведены в табл. 2.10.   Рисунок 1.7

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