Uch_posobie_Nurutdinova_R_G

2

Рисунок 8.6

Тангенциальная турбина Пелтона (рисунок 8.6) имеет ротор с ковшами 1, сопло

2, представляющие направляющие аппарат, вал 3, с которого снимается мощность.

2 По положению в жидкости турбины делят на погружные и непогружные. Все

турбины работают погруженные в жидкость, за исключением тангенциальных.

прямая решетка профилей, как показано на рисунке 8.8.

Рисунок 8.8

Решетка состоит из z - профилей по числу лопаток. Каждый профиль имеет среднюю

линию, происходящую через центры вписанных в профиль окружностей и хорду b ,

соединяющую крайние точки профиля по вогнутой стороне.

Линия, соединяющая одинаковые точки профилей на входе и выходе потока,

Скорость вращения ротора зависит от количества прокачиваемой жидкости и живого сечения каналов.

Определяющей скоростью движения жидкости в каналах турбин турбобура является осевая составляющая абсолютной скорости - осевая

На рисунке 8.10 представлен вид турбины, из которого видно, что F Dl (без учета толщины лопаток). D и l - средний диаметр и радиальная ширина каналов.

Дср

Рисунок 8.10.

8.5 Число оборотов ротора турбины

Параллелограммы скоростей на входе и выходе из ротора имеют общие скорости U

и Cz .

Совмещенные треугольники скоростей называются полигоном скоростей. Для безударного режима полигон имеет вид, показанный на рисунке 8.11.

Рисунок 8.11

Из полигона видно, что окружная скорость U б равна

Uб CZ (ctga1 ctg 1) CZ (ctga2 ctg 2 ).

U6 зависит от формы лопаток. Выразим окружную скорость через число оборотов:

Следовательно, число оборотов ротора турбины равно

105

Тогда вращающий момент равен

М Q D2 (CZ ctga1 u CZ ctg 2 ) .

Если турбина не нагружена, т.е. ее вал вращается вхолостую, то окружная скорость

u umax Dnmax , а момент равен нулю:

Таким образом, вращающий момент равен

или, выражая окружную скорость через число оборотов, имеем

т.к. при n=0 М = Мтах, то

Графическая зависимость вращающего момента от числа оборотов показана на рисунке 8.13.

Рисунок 8.13

107

8.7 Коэффициенты турбинных решеток

Конструкции решеток определяются формой и углами установки профилей, их

t

относительным шагом и зазором - между статором и ротором. b

Каждой решетке соответствует своя форма полигона скоростей, а серии решеток -

семейство подобных полигонов.

Каждая форма решетки будет обеспечивать определенные параметры работы турбины.

Варьируя углами наклона абсолютных и относительных скоростей при безударном режиме можно изменять как угодно форму полигона. Чаще изменяют не углы, а отношения строя полигона:

называется коэффициентом расхода. Действительно, подставляя значения этих скоростей,

получим:

т.е. коэффициент расхода зависит от количества жидкости, протекающей через турбину в единицу времени, от ее размеров и числа оборотов.

С другой стороны, коэффициент расхода связан с конструктивными углами лопаток, его обратная величина

108

Для турбин турбобуров коэффициент расхода принимается равным 0,7 1,3.

По коэффициенту расхода все решетки делят на следующие:

Коэффициент циркуляции представляет собой отношение нижнего основания полигона к верхнему (рисунок 8.15).

109

Рисунок 8.15

а окружная скорость uб б D2 , то коэффициент циркуляции

циркуляции как бы дает характеристику мощности турбины при безударном режиме, а

Взависимости от величины коэффициента циркуляции турбины бывают:

нормальные, высокоциркулятивные > 1 и низкоциркулятивные <1. В турбобурах

применяются главным образом нормальные турбины.

Коэффициент циркуляции также можно выразить через конструктивные

углы:

ctga1 ctga2

ctga1 ctg 1

Коэффициенты активности и реактивности - это отношение проекций средневекторных абсолютной и относительной скорости к окружной скорости вращения турбины при безударном режиме:

Эти коэффициенты характеризуют разнообразие потока в статоре и роторе.

110