Контрольні питання до теми 1.1

1. Класифікація турбін за призначенням.

2. Визначення поняття парової турбіни.

3. Схема паротурбінної установки.

4. Схема газотурбінної установки.

5. Визначення поняття газової турбіни.

6. Схема включення теплофікаційної турбіни.

7. Принцип роботи теплофікаційної турбіни.

8. Класифікація турбін за принципом паророзподілу.

9. Класифікація турбін за характером теплового процесу.

10. Поняття про активну турбіну.

11. Поняття про реактивну турбіну.

12. Поняття про східець турбіни та їх різновиди за кількістю.

13. Склад рухомих частин турбіни.

14. Склад не рухомих частин турбіни.

15. Принцип роботи газової турбіни.

16. Принцип роботи парової турбіни.

17. Принцип роботи ГТУ.

Тема 1.2 основи газодинаміки пари при течії крізь канали турбінних решіток

1.2.1 ОСНОВНІ РІВНЯННЯ ГАЗОДИНАМІКИ

1.2.2 ГЕОМЕТРИЧНІ ТА АЕРОДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕШІТОК

1.2.3 ВТРАТИ ЕНЕРГІЇ ПРИ ОБТІКАННІ ТУРБІННИХ РЕШІТОК

1.2.1 ОСНОВНІ РІВНЯННЯ ГАЗОДИНАМІКИ

Основні поняття, що використовуються при розгляданні течії пари в турбінній решітці:

• конфузорна течія – це течія, коли швидкість пари збільшується в напрямку потоку – потік пари в проточній частині турбіни;

• дифузорна – це течія, коли швидкість пари зменшується в напрямку потоку – течія в каналах направляючих і робочих лопатках та компресорах;

• процес дроселювання – це процес, який відбувається при проходженні пари через місцеві гідравлічні опори – при дроселюванні тиск і температура – зменшується, а ентальпія – постійна;

• одномірний потік – це рух, при якому швидкість, тиск, густина, температура та інші параметри потоку залежать від однієї координати, направлення якої співпадає з направленням швидкості потоку;

• встановлений рух – рух в соплах та робочих лопатках, що не залежить від часу.

При обтіканні паровим потоком нерухомих соплових лопаток турбіни та робочих лопаток, що обертаються в потоці виникають втрати, які знижують ККД турбіни.

Для розрахунку течії рідини, що стискується в подальшому використовуються рівняння стану, нерозривності, кількості руху, а також збереження енергії.

Рівняння стану

Для 1 кг ідеального газу рівняння стану має вигляд:

(1.1)

де тиск, Н/м²;

- питомий об’єм, м³/кг;

- температура, К; - газова стала, Дж/(кг∙К);

- показник ізоентропи:

;

- теплоємність при ізобарному процесі;

- теплоємність при ізохорному процесі;

- ентальпія, кДж/кг

Для перегрітої пари це рівняння має такий вигляд:

(1.2)

Показник ізоентропи :

• для перегрітої водяної пари - =1,3

• для сухої насиченої пари – = 1,135

Рівняння нерозривності

Розглянемо течію пари по каналу, представленому на рисунку 1.8. Приймаємо, що течія пари є встановленою, вісь каналу близька до прямолінійної, а поперечний переріз змінюється плавно. На цьому рисунку зображено розподіл швидкостей в поперечному перерізі. В центральній частині потоку ( відрізок b) швидкість зберігається постійною – с₁; в прошарку, що прилягає до стінки каналу ( товщиною δ), швидкості змінюються від нуля (безпосередньо на стінці) до с₁. Прилегла до нерухомих стінок зона потоку в якій швидкість змінюється від 0 до с₁, називається пограничним шаром.

Рисунок 1.8 – Схема потоку в каналі та розподіл швидкостей в поперечних перерізах каналу

При течії пари в каналі витрати в будь-якому перерізі каналу однакові. Якщо через переріз F₁ протікає пара, яка має швидкість с_1ср, то його об’ємна витрата становить:

Відкидаючи індекс «ср», напишемо рівняння нерозривності у вигляді: