4) Профильные потери. Зависят от относительного шага решетки. При этом существует такое значение относительного шага называемое topt при котором профильные потери будут минимальны.
, где Сm – максимальная величина профиля
5) Концевые потери.
Индуцированы (вторичные)
С уменьшением высоты лопатки увеличивается индуцированные потери т.к. возникает взаимодействие между парными вихрями.
- относительно радиального зазора. Δr = (0,8…2,5)мм. Возникают потери без бандажных полок. Если они есть, то потери зависят от относительного радиального зазора.
- без бандажных полок.
Суммарный уровень потерь энергии.
Влияние режимных параметров на потери энергии.
Режимные параметры: скорость течения потока, число Маха, углы атаки, число Re.
Зависимость профильных потерь от числа маха ReКрит носит не монотонный характер (с уменьшением М растет толщина пограничного слоя и потери возрастают) при М > 1 появляются волновые потери, существенно возрастают. Наличие угла атаки вызывает отрыв потока на входной кромки.
При угле атаки потери минимальны, при уменьшении угла атаки, профильные потери растут менее интенсивно нежели при увеличении его. Это объясняется изменением угла β1; При отрицательных углах атаки
, где V – кинематическая вязкость (μ).
Влияние различных факторов на КПД ступени.
Наиболее важными факторами является параметры нагруженности и реактивности
- Параметры нагруженности
- Степень реактивности
Установим влияние на коэффициенты потерь энергии параметров степени реактивности и степени нагруженности.
Уравнение потерь энергии, имеет место быть, но не зависит от нагруженности Х.
Для того чтобы проанализировать влияние параметра нагруженности на КПД ступени , построим треугольники скоростей
Пусть ρ=const, x*=var
Рассмотрим треугольник скоростей α1=const
Т.к. при х=0, η=0 ни какой работы не совершается
Первый треугольник скоростей соответствует наименьшему параметру нагруженности, поэтому значение u здесь наименьшее, а С scm=const Для всех треугольников, т.к. Hs=const
Потери в РК зависят от соотношения w2/c1. w2s-определяется
,при постоянной
Следовательно зависит только от и с ростом параметра нагруженности
уменьшается достигая минимума при условии
, а параметр нагруженности
При дальнейшем увеличении х потери в РК растут. Потери связанные с выходной скоростью связанны со скоростью .
Влияние степени реактивности на уровень потерь энергии при постоянном x = const .
В этом случае скорости W1 и W2 слабо отличаются друг от друга.
=> ρ↑ необходимо ↑U=> xopt
Вывод: с ростом ρ растет xopt. Как видно из уравнения (1)(2)(3) рост ρ приводит к увеличению КПД поэтому в ступенях есть необходимость увеличивать β1.
Пусть Х имеет оптимальное значение. ρ=0,02 увеличим до 0,03 →С’1<C1, W’2>W2, C’2>C2 ηCт зависит от степени реактивности из которого видно, что с ростом степени реактивности растет КПД ступени, но и растет Хopt. Большое применение где ρ→0,5 при росте ρ увеличивается степень конфузорности, тем самым обуславливает min потери, но с другой стороны с ↑ρ у нас увеличиваются радиальные перетекания.
Законы профилирования по радиусу.
У ступени турбины параметры изменяются не только вдоль оси но и вдоль радиуса и вызвано это изменением окружной скорости и наличием центробежных сил.
- Уравнение характеризующее изменение осевых и окружных проекций скорости вдоль радиуса
- Закон закрутки (обобщенный закон)
- закон твердого тела – гиперболический закон увеличения угла α1
Критерии закрутки для ступени осевых турбин
Закон постоянства циркуляции
Этот закон обеспечивает слоистое течение рабочего тела в межлопаточном канале → обеспечивается наибольший КПД
Поле скоростей по радиусу малодиформировано.
Степень реактивности при данном законе изменяется существенно ρ ↑↑ с ↑r самое наибольшее изменение степени по радиусу. «-» очень витые лопатки у СА и РК, а это ухудшает технологичность изготовления и ограничивает применение этого закона.
Закон постоянства угла α1
Этот закон обеспечивает наилучшую технологичность.
«+»: 1. Лопатка технологична; 2. Менее интенсивно изменяется ρ. «-»: 1. Деформируется поле скоростей; 2. Снижается КПД
Закон увеличения α1 к корню.
«+»: Степень реактивности ρ=const «-»: 1. Поле скоростей деформируется; 2. Маленький КПД; 3. Сильно изменяется Са.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.