Рабочий процесс в ступени осевой турбины. Схема и принцип действия, страница 2

Для степени реактивности равной ρ =0,5

Чтобы μ=1,2…1,8 необходимо реализовывать α<90 «+» - μ можно получить в оптимальном диапазоне; - Из треугольников скоростей видно, что значение скоростей носит умеренный характер при том α1л=β2л, а β1л=α2л; - Симметричные лопатки и равномерная нагруженность и конфузорность.

Для степени реактивности равной ρ =0 (активная ступень)

Для степени реактивности ρ=0, чтобы μ был вписан в рекомендованный диапазон нужно чтоб α2>90 «-» - ступень не равномерно нагружена; - Лопаточный аппарат не технологичен;

λс1может быть больше критического значения и С1 будет иметь max λс1>λкр – это приведет к волновым потерям и скачкам уплотнения. При ρ=0 на втулке степень может быть меньше 0, а это приведет к тому, что Р1<Р2, а это может привести к обратному току и снизить КПД при реализации на первых ступенях.

Рабочий процесс в С.А.

• Рабочий процесс в С.А. рассматривается как процесс расширения в не семеричном сопле. При этом необходимо учитывать следующие особенности:
• Криволинейность лопаточного канала(которая обусловленная необходимостью поворота потока);
• наличие конечной толщины кромки лопатки (кромочные потери);
• Наличие косого среза(дает разницу между кинематическими и конструктивными углами потока α1=α1л);
• - широкий диапазон изменения относительных размеров ступени.

h-s диаграмма процесса расширения в сопловом аппарате

С.А. предназначен преобразования потенциальной энергии потока в кинетическую ,а с учетом уравнения энергии

Нsст – полный располагаемый напор ρ – задаемся

- Пъезоэнтропическая скорость

- Косвенно характеризует изменение в СА потери энергии

- Приведенное значение скорости

- Коэффициент потерь полного давления

Рабочий процесс в Р.К.

Расчет параметров потока в Р.К. будем производить по относительному движению т.к. в относительном движении работа не подводится ,а происходит только поворот потока.

- Коэффициент потери скорости

- Коэффициент потери давления

С2 определяем из треугольников скоростей с учетом того , что изменяется от 700 до1200 С.

Классификация потерь энергии в проточной части ступени.

Разделяют на канальные и потери связанные с работой ступени в целом (потери утечки, дисковые потери, потери на трение диска о газ бандажные полки, механические потери). Канальные потери делятся: На профильные и концевые. Профильные – обусловлены реальными свойствами поверхностей лопаток (трение в пограничном слое, вихреобразования в зоне за выходными кромками, отрыв потока от поверхностей профиля, скачки уплотнения возникают при переходе и возникновении препятствий).

СА

РК

Концевые потери вызваны наличием концевых поверхностей статора и ротора.

Они складываются трением в пограничном слое на концевых поверхностях. Потери в радиальном зазоре вызванные перетеканием газа с корыта лопатки на спинку, а также между торцевыми поверхностями лопаток и корпусом ступени. Индуцированные потери которые обусловлены неравномерным полем давления в МЛК. Этот вид потерь приводит к возникновению парного вихря.

(СА)

Изоэнтропический КПД

- коэффициент потерь энергии

(РК)

Влияние конструктивных параметров на уровень потерь энергии.

Рассмотрим в области автомодельности по числу Re. Автомодельность – это когда не зависит от числа Re. Потери энергии от трения главным образом зависят от угла поворота потока.

, от степени конфузорности

, где в – хорда профиля, t – шаг профиля и относительного шага

1. Влияние степени конфузорности.
2. определяет характер пограничного слоя на профиле (ламинарным,
3. турбулентным) k=↑.

Влияние Δβ определяется суммой углов (β1л+β2л). Сумма определяет перепад давления между корытцем и спинкой. Смещением этой суммы углов в результате действия центробежных сил при повороте потока разность давления (Pкорi – Pспi)↑ Что приведет к неравномерности потока в МЛК и потери будут возрастать. 2) Кромочные потери. возникают вследствие стекания с профиля пограничных слоев и образуют вихревые дорожки.

с ростом угла β2 кромочные потери уменьшаются.

С уменьшением угла β2 растет длина выходной кромки, а следовательно увеличивается масса пограничного слоя. В практике газо-динамическое проектирование используют обобщенные зависимости профильных потерь (складываются из кромочных и профильных).

3) Потери на трение.

∆β↑, тем больше потери на трение. Если β2=const, то к↑, ∆β↑, то увеличивается разность Р между корытцем и спинкой и появляются перетекания радиальные, а так же усиливается вихреобразование в межлопаточном канале(парный вихрь). Так же увяжем ∆β со степенью конфузорности. Чем ∆β↑ тем выше степень конфузорности