Present
.pdf
Б) Расходные характеристики
Известны:
¾площадь выходного сечения сопла (F1);
¾начальные параметры (p0, t0,c0);
¾конечное давление (p1).
Расход газа через сопло:
-при теоретическом процессе расширения
-при действительном процессе расширения
|
|
|
|
G |
|
|
|
|
||||
μ = G |
- коэффициент расхода сопла |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
t |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
μ = |
F1c1 υ1t |
=ϕ |
υ1t |
|
||||||||
|
υ |
|
|
Fc |
|
υ |
|
|||||
|
|
1 |
|
|
1 1t |
|
|
1 |
|
|||
υ1 >υ1t |
μ <ϕ |
|
|
|
||||||||
|
υ |
υ |
||||||||||
Справедливо только для |
||||||||||||
1t |
1 |
|||||||||||
однофазной среды!!!
G |
= |
|
F1c1t |
|
|
|
|
|
|
||
|
υ |
|
|
|
|
|
|||||
t |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
1t |
|
|
|
|
|
||
G |
= |
F1c1 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
υ |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Применение понятия |
|
|
|||||||
|
|
Знаем теоретический процесс |
|
||||||||
|
|
расширения |
|
|
|
методики |
Редко встречающаяся задача |
||||
|
|
Какой в действительности пройдет |
|
||||||||
|
|
расход через сопло с заданной |
|
|
|||||||
|
|
выходной площадью? |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
G = |
Fc |
μ |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
1 1t |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
υ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1t |
|
|
|
|
|
Какую выходную площадь |
|
|
|||||||
|
|
должно иметь сопло, чтобы |
|
|
|||||||
s |
|
пропустить заданный расход |
Основа расчета турбинных ступеней |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
c1t μ |
||||
|
|
|
|
|
|
F |
= Gυ1t |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В) Критическое отношение давлений
h h0
c12t
2
h1t
p0 p1
t0
c2 |
|
|
|
1 |
|
|
|
2 p |
=ε |
|
|
t |
p |
||
1 t |
|
0 |
p1 =ε p0
h1
a =const
s
|
|
k −1 |
|
1 |
|
k |
||
|
|
k −1 |
|
|||||
ε = 1 |
− |
|
|
|||||
|
|
|||||||
|
|
k +11 −ζ |
||||||
2.4. Турбинные решетки
Преобразование энергии в турбинной ступени происходит в каналах (соплах), которые должны обеспечивать ускорения потока и придание ему необходимого направления.
Эти задачи выполняются специально спрофилированными решетками.
Требования к решеткам:
А) процесс расширения должен иметь минимально возможные потери располагаемой энергии.
Б) необходимая прочность.
В турбинных ступенях различают сопловые (направляющие) и
рабочие решетки.
Все турбинные решетки - кольцевые.
2.4.1. Геометрические характеристики турбинных решеток.
|
|
|
|
|
|
νп |
|
|
|
νп |
|
|
|
|
d2п |
|
|
d1п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l'1 |
|
l1 |
|
|
|
l'2 |
l2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d1 |
|
|
|
|
d2 |
|
|
νк |
|
|
|
|
|
|
|
d1к |
|
|
|
|
d2к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b1 |
|
|
|
|
кр |
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
αy |
|
|
|
b2 |
|
0'1 |
II |
|
|
|
|
|
|
ск |
|
|
|
|
βy |
t2 |
|
|
|
|
|
|
|||
α0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
01 |
βск1 |
|
|
|
III |
|
|
|
|
|
02 |
||
|
|
III |
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
кр |
|
|
0'2 |
|
|
|
B1 |
t1 |
|
|
II |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
B2 |
|
а) |
б) |
Сопловая решетка
В1
O1
t1
1
Рабочая решетка
O2′
2 |
O2m |
В |
|
α0ск O1′
O1m
αус |
b |
|
1 |
β1ск
b
2
βус
O2
•ширина профиля: В1, В2
хорда профиля: b1, b2
угол установки: αус, βус
шаг решетки: t1, t2
скелетный угол на входе α0ск, β1ск
толщина водной кромки |
1, 2 |
|||||
конфузорность канала |
|
|||||
|
O1 |
; |
O2 |
|
|
|
|
O1′ |
O2′ |
|
|
||
|
|
|
|
|||
высота решетки на выходе |
l1,l2 |
|||||
средний диаметр |
d1, d2 |
|
||||
корневой диаметр |
dк = d −l |
|||||
периферийный диаметр dп = d +l
2 t2
Относительные геометрические характеристики
относительная высота l = bl
относительный шаг
веерность |
Θ = d |
|
l |
t = bt
2.4.2. Газодинамические характеристики решеток профилей
Сопловая решетка
α0ск O1′
α1
O1
t1
Рабочая решетка
β1ск
O2′
O2 m
O2
угол выхода потока из решетки
α1 = arcsin |
O1 |
|
||||||||
|
|
t1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
β2 = arcsin |
|
|
O2 |
|
||||||
|
|
t2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
O |
|
|
|
|
sinαск |
||||
|
1 |
= |
|
|
0 |
|
||||
O1′ |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
sinα1 |
|||||
|
|
O |
|
|
|
|
sin βск |
|||
|
2 |
|
= |
|
1 |
|
||||
O2′ |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
sin β2 |
||||
коэффициенты потерь ζc ,ζ р
коэффициенты скорости ϕ,ψ,
коэффициенты расхода μc , μр
t2 |
β1 M , Re |
угол поворота канала
α=180D −(α1 +α0ск )
β=180D −(β2 + β1ск )
А. Коэффициент потерь
профильные потери
концевые потери
потери от веерности
потери, вызванные взаимодействие соседних решеток
….
Концевые потери возникают вследствие вторичных течений на поверхностях, ограничивающих канал по высоте
′ |
l |
|
|
l |
ζпр |
|
|
|
|
ζконц |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ζконц |
|
|
При прочих равных условиях |
|
|
|
|
ζпр |
|
ζпр |
|
|
|
ζконц |
l′′ |
ζконц |
|
|
|
|
|
l′′′ |
ζпр |
ζконц |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
12 ÷14мм |
l |
|
|
|
|
|
|
2.4.3. Обобщенные газодинамические характеристики турбинных решеток
ζ=ζпр +ζконц +ζволн
ζс =ζ0kM kRekα
ζр =ζ0kM kRekβ