4.10 Радиальные и осевые зазоры в проточной части газовой турбины
Передний осевой зазор S1 между выходной кромкой сопел и входной кромкой рабочих лопаток обычно принимают в пределах (0,3...0,4)Bр. Малый осевой зазор вызывает повышенное динамическое воздействие на рабочие лопатки от кромочных следов сопел. При большом зазоре поток заметно отклоняется к периферии. Задний осевой зазор s2 принимают приблизительно в 1,5 раза больше переднего.
Конструктивно радиальный зазор пространственно разделяет периферию рабочей лопатки со статорными деталями. Численное значение радиального зазора лежит в пределах 1- 2.5 мм. Меньшее значение радиального зазора ограничено условием, чтобы не происходило задеваний периферийной части рабочих лопаток за статорные ограничивающие поверхности. С другой стороны, радиальные зазоры в ступени приводят к образованию перетеканий рабочего тела с корытца на спинку, т.е. к образованию потерь.
4.11 Роль диффузора в тракте газовой турбины
Диффузором называют аэродинамические устройства, предназначенные для преобразования кинетической энергии потока в потенциальную (уменьшение скорости, повышение давления) с возможно большей эффективностью.
Установка эффективно работающего диффузора позволяет иметь за последней ступенью статическое давление ниже атмосферного на 4-5кПа, что приводит к увеличению мощности ГТУ, а также увеличению КПД турбоустановки.
Если затурбинный диффузор отсутствует, потери с выходной скоростью (с=180÷250 м/с) составляют с2/2=16÷32 кДж/кг. ГТУ с затурбинным диффузором: обычно сд=60÷80 м/с, т.е. потери с выходной скоростью составляют с2д/2=2÷3кДж/кг.
Увеличение
действительного теплоперепада на
турбину при установке затурбинного
диффузора
.
Статическое давление за диффузором
,
Потеря давления в диффузоре(поскольку диффузор как любое аэродинамическое устройство имеет гидравлическое сопротивление)
где д КПД диффузора больше у осевых и осерадиальных диффузоров, величина КПД колеблется в пределах д = 0,55÷0,7, причем большее значение для осевых диффузоров.
На работу затурбинного диффузора существенно влияет угол выхода потока из последней ступени 2, поэтому в последних ступенях целесообразно применение закона закрутки с2а(r)=const, который в промежуточных ступенях не применяется из-за пониженного лопаточного КПД
4.12 Характеристики нагруженности газовой турбины
Характеристикой, аналогичной понятию степени реактивности, является коэффициент нагрузки.
Напомним, кинематическая степень реактивности
Тогда
Коэффициент нагрузки характеризует максимальную работу, которую можно получить при данной окружной скорости. В чисто активной ступени к=0 (=2) можно получить эффективно сработать в два раза больший теплоперепад, чем в чисто реактивной к=1 (=1). Чем меньше коэффициент нагрузки, тем выше степень реактивности ступени, т.е. коэффициент нагрузки ступени падает от корневого сечения к периферийному. Существует теоретическая зависимость между коэффициентом нагрузки, коэффициентом расхода и КПД по параметрам заторможенного потока, именуемая кривыми Смитта (Рисунок 4.12.1)
ти приближенные зависимости построены преимущественно на основе статистических данных и справедливы для ступеней с большой степенью реактивности при нулевых радиальных зазорах.