парового турбогенератора. Отработка действий» ...........................................42
8. Тренажерное занятие №2 «порядок пуска и остановки газотурбинного двигателя ГТД-3Ф».. ............................. ............ ........................................48
9. Лабораторная работа №9 «Испытание камеры сгорания» ......................55
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Целью лабораторных работ является закрепление теоретического материала по дисциплине «Судовые турбоустановки и их эксплуатация» и получение практических навыков по замерам экспериментальных параметров лабораторных установок, их обработке и построению энергетических характеристик, а также приобретение навыков по эксплуатации судовых турбоустановок.
К лабораторным работам допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности в лабораториях кафедры ЭМСС.
За время проведения лабораторных работ студенты знакомятся с лабораторными установками, получают допуск к проведению экспериментов, проведению замеров и эксплуатации установок. Проводят замеры параметров по приборам, записывают их в отчет, производят обработку опытных данных, оформляют результаты исследований и записывают полученные результаты.
Для получения допуска к выполнению работ необходимо:
- иметь оформленный отчет о работе;
- знать теоретические основы по теме работы;
- знать схему лабораторной установки, порядок проведения опыта или эксплуатации установки.
Отчет должен содержать:
- наименование работы, цель, схему и краткое описание установки;
- основные формулы и формулировки;
- таблицы опытных данных;
- таблицы с результатами расчетов;
- необходимые графики и выводы.
Во время защиты лабораторных работ преподаватель проверяет правильность полученных студентом результатов и его теоретические знания.
Методические указания содержат контрольные вопросы, способствующие закреплению теоретического материала при самоподготовке студентов.
1. Лабораторная работа №1
«Исследование характеристик сопловой решетки»
Цель работы
Цель работы: закрепление студентами теоретических знаний и получение практических навыков в изучении приборов для измерения параметров потока, снятие эпюры полных давлений на выходе за решеткой, определение коэффициента скорости, КПД и коэффициента профильной потери в решетке.
Теоретическое обоснование
Потери энергии в турбинных решетках можно разделить на две группы: профильные и концевые.
Рассматриваются профильные потери в элементарной решетке, выделенной на каком-либо радиусе облопачивания двумя цилиндрическими поверхностями с бесконечно малым расстоянием между ними.
Эти потери обусловливаются:
1. Трением в пограничном слое, образующемся на профиле лопаток;
2. Вихреобразованием в зоне за выходными кромками. При больших скоростях дополнительно;
3. Отрывом потока от поверхности профиля.
4. Скачками уплотнения, возникающими в межлопаточном канале при переходе сверхзвуковой скорости в дозвуковую.
Концевые потери в данной работе не учитываются. Концевые потери вызываются наличием концевых поверхностей, ограничивающих решетку по высоте.
Концевые потери вызываются:
1. Трением в пограничном слое, образующимся на концевых поверхностях.
2. Образованием вторичных течений в канале между лопатками у концевых поверхностей, обусловленных неравномерным полем давлений по сечению канала.
3. Протеканием газа с вогнутой стороны лопатки на спинку через радиальный зазор между лопатками и корпусом или ротором турбины (при отсутствии бандажа).
Потери на решетках характеризуются коэффициентом скорости.
Коэффициент скорости сопловой решетки представляет собой отношение действительной скорости выхода потока из сопел к теоретической:
.
КПД решетки представляет отношение действительной кинетической энергии потока на выходе из решетки к теоретической. Так как кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости, то указанное отношение можно заменить отношением квадратов соответствующих скоростей, т.е.
.
Коэффициент профильной потери в решетке:
.
Коэффициент скорости зависит от формы профиля, чистоты обработки его поверхности, характера обтекания и относительного шага 
= t/bc
Вычисление скоростей меньше 100 м/с производится без учета сжимаемости по формуле:
- теоретическая скорость
,
- действительная скорость
,
откуда
,
где 
- плотность, кг/м3;
- атмосферное давление, Па;
- заторможенное абсолютное и избыточное давление на входе в решетку, Па;
- заторможенное абсолютное и избыточное давление на выходе из решетки, Па.
Поскольку давление за решеткой 
меняется по шагу, его необходимо осреднять, т.е.
.
При изложении результатов опытов необходимо указывать при каких значениях числа Рейнольдса они проводились:
,
где bc - хорда лопаток, м;
n1 – коэффициент кинематической вязкости, м2/с;
(принимается из таблицы 1 в зависимости от температуры t1).
Для нахождения скорости С1 необходимо знать среднюю плотность воздуха в решетке
,
где R = 287,2 Дж/(кг К) – газовая постоянная воздуха;
– среднее для решетки давление, Па;
Ро.изб – статическое избыточное давление на входе в решетку (ввиду малой величины скоростного напора перед решеткой принимается равным Ро*иэб);
T0 – температура перед решеткой, К;
T – средняя для решетки температура, К, принимается приближенно равной T0.
Таблица 1 – Зависимость коэффициента кинематической вязкости от температуры
| t1 oC | n·106 , м/с2 | t1 oC | n·106 , м/с2 | t1 oC | n·106 , м/с2 |
| 0 10 20 | 13,28 14,16 15,06 | 30 40 50 | 16,00 16,96 17,95 | 60 70 80 | 18,97 20,02 21,09 |
Описание установки
Сжатый воздух от нагнетателя поступает по трубопроводу в успокоительный бак 1, а затем по каналу прямоугольного сечения подводится к исследуемой решетке профилей 2 (рисунок 1). Насадки полного давления 3 и 4 установлены перед и за решеткой. Насадок 4 трехточечный: центральный приемник в этом насадке служит для измерения полного давления, а два боковых для измерения направления потока. По равенству давлений в последних, насадок устанавливается по потоку.
Насадок 4 расположен в координатном устройстве 5, которое позволяет поворачивать насадок вокруг собственной оси и перемещать его как вдоль решетки, так и по высоте лопатки. К насадкам с помощью резиновых трубок подключены манометры 6 и 7 для замера полных давлений и манометр 8 для установки насадка 4 по потоку. Температура воздуха в баке измеряется термометром 9.
Проведение измерений
Работа проводится при постоянном давлении перед решеткой (при постоянных оборотах нагнетателя). Заторможенное давление (избыточное) перед решеткой замеряется манометром 8. Заторможенное давление за решеткой замеряется манометром 7 в различных точках вдоль оси решетки (по шагу) комбинированным насадком 4. В процессе измерения давления за решеткой необходимо поворотом координатника устанавливать насадок 4 по потоку (по нулевому показанию манометра 8). Результаты измерений заносятся в протокол испытаний.
1-бак успокоительный; 2 -решетка профилей; 3 -насадок полного давления;
4 -насадок комбинированный; 5 -координатник; 6,7 –манометры;
8-манометр для установки насадка по потоку; 9 -термометр.
Рисунок 1 - Схема опытной установки
Рисунок 2 - График распределения давления по шагу
Протокол испытаний
| Шаг лопатки | t = | мм |
| Хорда профиля | bc = | мм |
| Атмосферное давление | pa = | Па |
| Заторможенное давление (избыточное) перед решеткой | P0*изб = | Па |
| Температура потока перед решеткой | t0 = | °С |
Таблица 2 – Протокол испытаний
| Наименование | Обозн. | Ед. изм. | Численное значение | |||||||||||||
| Перемещение насадки по шагу | мм | |||||||||||||||
| Показание u-образного манометра за решеткой |
| мм вод. ст. | ||||||||||||||
| Заторможенное давление за решеткой | Па | |||||||||||||||
Дата: 2019-02-02, просмотров: 323.
