Газотурбинные установки. Конструкция, динамика и прочность турбомашин (Ответы на экзаменационные вопросы и задания), страница 5

48. Почему отношение скоростей является определяющим показателем эффективности турбинной степени?

Выражая все скорость через u и c_ф получим:

, определяютщим показателем в этой зависимости является отношение скоростей

49. Что такое степень парциальности?

Доля окружности, занятая каналами сопловых лопаток, через которые проходит пар

  

50. Что называют уравнением радиального равновесия?

Вот это-

51. Что называют законом закрутки решеток ступени?

Из предварительного расчета ступени должны быть получены все размеры ступеней и известны параметры пара на входе в ступень и на выходе из ступени. Кроме перечисленных условий решение задачи требует замыкающего соотношения, называемого законом закрутки.

52. Почему ступени скорости выполняются с очень малой степенью реактивности?

За счет желания переработать пар уже на первой ступени, поскольку:

Если  получаемый  в 2 раза больше чем при , поэтому ступени скорости выполняют с очень малой степенью реактивности , за счет желания переработать пар уже на первой ступени (и тем самым уменьшить количество ступеней).

Чтобы в каналах рабочей лопатки не происходило дополнительного расширения пара, чтобы не увеличить потери энергии.

53. Для чего применяются двухвенечные ступени скорости?

Двухвенечные ступени применяют, когда необходимо увеличить теплоперепад на ступени (т.е. уменьшить u/c_ф) (это часто необходимо, так как  максимальная допустимая (не всегда оптимальная) величина u, а следовательно и u/c_ф (при известном  и c_ф) определяется только диаметром ступени и прочностью лопаток)

У двухвенечной ступени максимально возможный относительный лопаточный КПД меньше (проигрыш), однако он достигается при меньших величинах соотношения u/c_ф, при которых одновенечная ступень выдает много большие потери с выходной скоростью, тем самым при этих соотношениях мы получаем более высокий относительный лопаточный КПД (выигрыш).

54. Почему, как правило, в двухвенечной ступени на выходе из сопловой решетки скорости потока сверхзвуковые?

Применяя второй венец, то есть ступень скорости можно часть потерь с выходной скорости превратить в полезную работу, таким образом повысить КПД в области малых U/Cф.

Величина u/c_ф в двухвенечной ступени меньше чем в одновенечной, при томже значении u (максимальном, определяемым только диаметром и прочностью лопаток), что сделать u/c_ф меньше, необходимо увеличить c_ф, поэтому и скорость на выходе из сопловой решетки сверхзвуковая (большая скорость обеспечивает больший располагаемый теплоперепад)

Потому что, после первого рабочего колеса, стоит не сопловой аппарат разгоняющий поток, а поворотный аппарат, поэтому, для того, чтобы до рабочего колеса второго венца поток дошел с приемлемой скоростью, из соплового аппарата он должен выходить со сверхзвуковыми скоростями.

55. Что такое предельная мощность однопоточной конденсационной турбины?

Наибольшая мощность, которую может развить турбина с учетом принятых конструктивных решений при его проектировании (определяемая предельным расходом пара, который можно пропустить через один поток ступеней низкого давления).

Т.е. исходя из теплоперепада (определяемого термодинамическими параметрами) и внутреннего относительного КПД турбины, с учетом системы регенерации, потерь с выходной скоростью, свойств (допустимых напряжений и плотности) материала лопаток последних ступеней, количества оборотов на валу (тихоходный или быстроходный генератор):

56. Что такое ступень Баумана?

Предпоследняя ступень турбины (полуторный выхлоп), имеющую перегородки, разделяющие как сопловую так рабочую решётку на два яруса – нижний и верхний Р (давления) пара перед ярусами одинаковое.

Это предпоследняя ступень турбины. Уменьшается высота, а следовательно уменьшается напряжение (обход ограничения допустимых напряжений материала лопаток последний ступеней, за счет уменьшения их длинны – снижения напряжений), таким образом мы можем увеличить выходную площадь (ведь часть пара будет идти мимо ступени, плюсуя его к тому что прошло через ступень, получаем большее количество ступеней, и большую выходную площадь). За счет установки ступени Баумана происходит увеличение предельной мощности, поскольку прочность корневого сечения лопоток в последней ступени – это причина ограничения мощности турбины.