Построение треугольника скоростей для реактивной аксиальной ступени показано на рис. 1.19.
К сопловым лопаткам подводится пар со скоростью С0. Проходя по суживающимся каналам, образованным сопловыми лопатками, пар увеличивает скорость до величины
, (1.43)
с которой под углом α, поступает на рабочие лопатки. Входной треугольник строится по величинам: С1, α1, U. Находят ω1 и β1.
За счет сужения в каналах происходит дополнительное снижение давления и увеличения относительной скорости выхода до теоретического:
. (1.44)
Действительное значение относительной скорости:
. (1.45)
Обычно ω2 > ω1 (за счет
использования части теплоперепада). Выходной треугольник стоят по известным ω2,
β2, и U. Определяют в результате
значения С1 и α2.
Потерю энергии на рабочих лопатках реактивных ступеней выражают в функции действительной скорости выхода ω2, ккал/кг:
, (1.46)
где 
– коэффициент потери энергии в
реактивных рабочих
лопатках.
В тепловых единицах потери энергии, ккал/кг:
, (1.47)
В диаграмме h-s процесс расширения пара в реактивности ступени изображается следующей схемой (рис 1.20).
По начальным параметрам пара находят начальную точку процесса А. Адиабатный процесс расширения в ступени:
. (1.48)
По принятой степени реактивности определяют H01 и H02. Тогда теоретический процесс закончится в точке А1t, а действительный – в точке А1.
Тепловой перепад каналах решетки рабочих лопаток отличен прямой А1А2t. Действительный процесс будет политропным и закончится в точке А2.
Рис.1.20. Процесс расширения пара в реактивной ступени.
Иногда в реактивной ступени при построении треугольников скоростей выбирают β2 = α1 и α2 = β1. Тогда профили лопаток будут одинаковыми (и рабочие и направляющие).
По диаграмме h – S можно определить важный показатель – степень реактивности ступени.
Отношение теплоперепада на рабочих лопатках ∆hn к располагаемому теплоперепаду ДЛТ называется степенью реактивности:
. (1.49)
При Ω = 0 (чисто активная ступень) весь располагаемый теплоперепад, а следовательно, и перепад давлений срабатываются в сопловом аппарате, превращаясь в скоростной напор.
При Ω = 1,0 (чисто реактивная ступень) весь располагаемый теплоперепад срабатывался бы на рабочих лопатках.
Современные мощные паровые турбины выполняются многоступенчатыми с определенной ступенью реактивности. В каждой ступени такой турбины расширение рабочего тела происходит не только в сопловых каналах, но и на рабочих лопатках. В ступени срабатывается лишь часть общего перепада давления на турбине, и при большом их числе разность давлений в отдельной ступени получается небольшой, а скорости потока – умеренными. Реактивность на лопатках ступеней непостоянна, а постепенно увеличивается от ступени к ступени. При тепловом расчете турбины реактивность принимается с таким расчетом, чтобы проточная часть ее плавно изменялась от ступени к ступени. На первых ступенях турбины степень реактивности принимается в пределах 0,06 – 5 от располагаемого теплоперепада ступени. В последних ступенях степень реактивности достигает 0,5. При степени реактивности Ω = 0,5 сопловые и рабочие лопатки имеют одинаковую форму. Более того, один и тот же профиль лопаток может быть использован во всех ступенях турбины, и только длина лопаток изменяется в соответствии с увеличением объема рабочего вещества по мере понижения давления. Это удобно с точки зрения их изготовления.
Для ступени с любой степенью реактивности теплоперепад, срабатываемый в соплах,
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.