В одномерной модели считаем длину лопатки бесконечно малой, .
Степень реактивности:
,
А: , ,
Рисунок 2.2.1
,
,
Если - то это активная ступень.
Степень реактивности – это доля участия РР в преобразовании ЕП в ЕК.
R: , , ,
Для того, что бы поток разгонялся, канал должен быть сходящимся.
Рисунок 2.2.2
Если , то треугольники будут симметричны.
, , ;
В пограничной ступени применяются для уменьшения цены, упрощения конструкции, т.к. СР и РР одинаковы. Приводит к увеличению числа ступеней и габаритов.
Рисунок 2.2.3
- скоростная характеристика ступени,
Для А: , ,
Для R: , .
2.3 Закон силового взаимодействия потока и лопаточного аппарата ступеней (Формула Эйлера)
Эйлер создал свои формулы для водяных колёс мельниц. Так как главные турбины дозвуковые, то РТ можно считать несжимаемым, и, следовательно, эти формулы пригодны. При выводе формул Эйлер использовал закон сохранения количества движения на входе в канал и на выходе из канала и уравнение импульса силы.
- сила на одну лопатку,
- расход РТ через один канал,
- число каналов,
Знак «+» - если ,
Знак «−» - если .
- силы на одну лопатку,
- реактивная составляющая,
- гидростатическое давление на профиль,
,
При расчете на прочность СЛ:
,
,
,
- шаг установки СЛ,
При расчете РЛ:
,
,
Рисунок 2.3.1
,
,
Рисунок 2.3.2
,
,
- будет со знаком «−»,
Рисунок 2.3.3
Знак «+» - если ,
Знак «−» - если .
,
Рисунок 2.3.4
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
- момент на колесе,
,
- для колеса в целом,
- мощность одной ступени,
,
∑ ,
z - число ступеней,
при G=1
- уравнение окружной работы,
,
- проверка.
Анализ уравнения окружной работы для различных типов ступеней.
С учетом изменения скоростей можно записать в виде:
,
Удельная окружная работа турбинной ступени складывается из движения потоков в абсолютном, относительном и окружном движении.
1.) Ступень активная А, :
- можно считать ее величиной постоянной. , т.к. поток не _____.
,
2.) ______ ступень R, :
,
,
,
,
,
,
,
2.) РЦСТ , :
Рисунок 2.4.1
В ЦСС при одинаковых габаритах и nТ мы получаем дополнительную энергию . Радиальные турбины нужно всегда ____________.
3.) РЦБТ:
Рисунок 2.4.2
, , ,
Получаем меньшую полезную работы, чем в осевой и центробежной турбинах.
Окружные потери и окружной КПД.
- окружные потери,
,
- потери с выходной скоростью,
- потери в СР,
Рисунок 2.5.1
- потери в РР,
,
,
,
Проанализируем окружной КПД для активной и реактивной ступеней:
A, | R, |
Вывод: с энергетической точки зрения А и R ступени равноценные, так как их окружной теплоперепад одинаков.
Преимущество А ступеней в том, что они позволяют сработать больший теплоперепад при том же КПД и позволяют уменьшить массу и габариты за счет сокращения числа ступеней.
,
Рисунок 2.5.2
- окружной теплоперепад,
,
Рисунок 2.5.3
,
- коэффициент потерь с выходной скоростью,
,
,
Рисунок 2.5.4
Иногда вместо окружного принимают адиабатный КПД.
Дата: 2018-12-28, просмотров: 267.