50)Расчет угла отклонения потока пара в косом срезе (формула Бэра)

Угол отклонения потока δ при расширении в косом срезе по формуле Бэра:

sin(α_1э+δ)/ sinα_1э=С_кр·V_1t/С_1t·V_кр

Здесь С_кр и V_кр-критические скорость и удельный объем(в сечении), С_1t и V_1t-скорость и удельный объем на выходе из сопловой решетки при изоэнтропном расширении потока.

С помощью этой формулы определяется угол отклонения потока δ при расчете сопловой решетки,если давление за решеткой р<р_кр.

При построении треугольников скоростей ступени вектор скорости С₁ направляется под углом α_1э+δ к вектору окружной скорости рабочих лопаток.

БИЛЕТ 21.

21. Многоступенчатые турбины активные и реактивные. Коэффициент возврата теплоты. Преимущества и недостатки многоступенчатых турбин с одноступенчатыми. Для экономичной работы одноступенчатой турбины не­обходимая окружная скорость лопаток на среднем диаметре при оптимальном отношении скоростей U/С_ф = 0.65 должна составить 1000—1100 м/с. Обес­печить прочность ротора и лопаток при таких ок­ружных скоростях практически невозможно. Кроме того, число М в потоке пара в этом случае составит 3,0—3,5, что приведет к большим волновым поте­рям энергии в потоке. Поэтому все крупные паро­вые турбины для энергетики и других отраслей на­родною хозяйства выполняют многоступенчаты­ми. В этих турбинах нар расширяется в последова­тельно включенных ступенях, причем теплоперепады таких ступеней составляют небольшую часть располагаемого теплоперепада всей турбины. По­этому окружные скорости лопаток в ступенях мно­гоступенчатой турбины составляют 120—250 м/с для большинства ступеней ЧВД и ЧСД турбины и достигают 350—430 м/с для последних ступеней конденсационных турбин при стальных лопатках и 600 м/с при титановых лопатках. Числа М в потоке для большинства ступеней меньше единицы.

в зависимости от располож сопловой решетки турб бывают камерными диафрамен-активные. лопатки статора на корпусе-реактивные.

Многоступенчатые турбины имеют ряд преиму­ществ перед одноступенчатыми.

1. В многоступенчатой турбине за счет умень­шения теплоперепада, приходящегося на одну сту­пень, легко получить оптимальное отношение ско­ростей а следовательно, высокий КПД. Чем больше ступеней в турбине, тем меньше теплоперепад на каждой ступени, меньше и скорости с_ф и u. Очевидно, что с увеличением числа ступеней уменьшаются безразмерные скорости потока М в решетках ступени.

2. В многоступенчатой турбине с увеличением числа ступеней высота сопловых и рабочих лопаток во всех ступенях турбины увеличивается. Действи­тельно, из формулы для высоты сопловых лопаток следует, что увеличение l₁ связано с уменьшением среднего диаметра ступени d и уве­личением площади сопловой решетки F_1. В турбинах небольшой мощности с парциальным подводом пара с увеличением числа ступеней и уменьшением их диаметров появляется возможность увеличить степень парциальности и соответственно уменьшить потери от парциального подвода пара.

3. В многоступенчатой турбине энергия выходной скорости предыдущей ступени используется в сопловых лопатках последующей. Эта энергия выходной скорости повышает располагаемую энергию последующей ступени. Относительный лопаточный КПД промежуточной ступени определяется по формуле . Таким образом, в промежуточных ступенях многоступенчатой турбины потери энергии с выходной скоростью равны нулю. Энергия выходной скорости теряется только в последней ступени турбины и в ступенях, предшествующих объемной камере в проточной части турбины, например в pегулирующей ступени, в ступени перед камерой отбора пара и т.п. В этих ступенях

4. В многоступенчатой турбине тепловая энергия потерь предыдущих ступеней частично используется для выработки полезной энергии в последующих ступенях за счет явления возврата теплоты в турбине

5. Конструкция многоступенчатой турбины позволяет осуществить отборы пара для регенеративного подогрева питательной воды и промежуточный перегрев пара, которые существенно повышают абсолютный КПД паротурбинной установки.

1. С увеличением числа ступеней возрастают сложность конструкции и стоимость изготовления турбины.

2. В многоступенчатой турбине возникают повышенные потери от утечек пара как в переднем концевом, так и в диафрагменных уплотнениях. Перед передним концевым уплотнением давление пара тем выше, чем больше ступеней в турбине. В одноступенчатой турбине утечки через диафрагменные уплотнения отсутствуют.

Это повышение теплоперепадов вызывается расхождением изобар в hs-диаграмме в направлении увеличения энтропии.Т.о. если суммировать теплоперепады ступеней и т.п., то их сумма окажется больше теплоперепада турбины по основной изоэнтропе Н₀ , т,е. Здесь Q — возвращенная теплота потерь энергии ступеней, которая увеличивает располагаемую энергию ступеней многоступенчатой турбины по сравнению с одноступенчатой. или . Здесь - коэффициент возврата теплоты