15. Связь между реактивностью ступени, углами выхода потока из решеток и треугольниками скоростей.

Нужно зарисовать вот такую ерунду и пояснить, что с чем уменьшается /увеличивается. Больше вообще ничего про связь реактивности c

т реугольником найти не смог.

С повышением реактивности w1 стремится к w2, отсюда изменение остальных векторов.

16. Вывести формулу окружного усилия на лопатку через уравнение сохранения количества движения

Поворот и ускорение струи пара в криволинейных каналах рабочей решетки происходят под влиянием следующих усилий, действующих на паровую струю: во-первых струя пара испытывает реактивное усилие стенок канала, образованного рабочими лопатками; во-вторых, пар, заполняющий канал испытывает разность давлений р1-р2 при входе в канал и выходе из него. Если обозначить через R’ равнодействующую тех усилий, с которыми лопатки действуют на паровую струю, то струя пара развивает на лопатках усилие R, равное, но прямо противоположно усилию R (рис. 3.4.)

При расчетах турбины обычно определяют проекции этого усилия на направление окружной скорости Ru и перпендикулярное к ней осевое направление Ra. Такое разложение имеет глубокий смысл: работу создает проекция силы на направление движения (Ru), а перпендикулярная ей проекция стремится сдвинуть ротор в осевом направлении (Ra).

Для того, чтобы найти окружное усилие Ru, развиваемое потоком пара на лопатках ступени в направлении их движения, определим сначала равное, но противоположно направленное усилие R’u, с которым лопатки действуют на струю протекающего пара. Это усилие может быть найдено на основании уравнения количества движения, записанного в проекциях на ось u: за время dτ через лопатку пройдет масса пара dm, при этом импульс силы со стороны лопатки вызовет изменение количества движения пара:

Т.к. dm/dτ= G и учитывая, что R_u = -R'_u, можно записать силу действия со стороны пара на рабочие лопатки в проекции на осевое направление:

R_u = G (c₁cosa₁ - c₂cosa2) (3.3)

Аналогично найдем усилие, действующее на рабочие лопатки в осевом направлении,- осевое усилие R_a . Для этого также воспользуемся уравнением количества движения в направлении оси a : при этом надо учитывать то, что изменение количества движения пара происходит как под действием импульса силы со стороны лопаток на пар, так и импульса силы за счет разности давлений пара на входе и на выходе из лопаток - p₁-p₂, действующих на кольцевую площадь рабочих лопаток Ω = nd₂l₂:

[R'_a + Ω(p₁ - p₂)]dτ = dm( - ) = dm(c₂sinα2 -c₁sinα1)

Перейдя к силе действующей со стороны пара на рабочие лопатки, получим:

R_a = G(c₂sinα2 -c₁sinα₁ ) + Ω(p₁ -p₂) (3.4)

В выражениях (3.3) и (3.4) α₁ и α2- углы направления скоростей c₁ и c₂, отсчитанные от окружного направления (рис. 3.4).

В практике расчетов паровых турбин принято при построении треугольников скоро­стей парового потока совмещать вершины треугольников скоростей входа и выхода пара, как показано на рис. 3.5. Кроме того, углы β2 и α2 между направлениями отно­сительной (w₂ )и абсолютной скоростей выхода пара (с₂) и направлением окружной скорости обычно отсчитывают по часовой стрелке. Так что между углами и , входящими в уравнения (3.3) и (3.4), и углами в₂ иа₂, применяемыми в практике рас­четов турбин, существует связь: и . Если принять эти новые обозначения углов, то формула (3.3) перепишется так:

( 3.5)

1. Относительные КПД турбины и абсолютные КПД турбинной установки. 4

2.Сепарация влаги и промежуточный перегрев в турбинных установках АЭС. 5

3. Классификация турбин и их стандартное обозначение. 7

4.Уравнения состояния. 11

5.Уравнение неразрывности и следствия из него для градиентного течения газа. 12

6. Уравнение количества движения и его использование в решении задач расширения газа в ступенях турбины. 14

7. Уравнение сохранения энергии и следствия из него для процесса расширения газа в решетках турбинных ступеней. 17

8. Вывести формулу теоретической скорости на выходе из сопла от отношения давлений. 19

9. Критические параметры течения газа в каналах. Физический смысл. Вывод формулы определения критического отношения давлений. 21

10. Характеристики потока в суживающихся и расширяющихся каналах в зависимости от отношений давлений. 22

11. Зависимость расхода газа через суживающееся сопло при изменении отношения давлений при различных начальных параметрах. 25

13. Расширение пара в косом срезе турбинных решеток. Косой срез турбинной решетки, когда и как происходит расширение пара в нем, процесс расширения в решетке и определение отклонения потока в косом срезе. 29

14.Преобразование энергии в турбинной ступени. Реактивный и активный принципы преобразования энергии. Треугольники скоростей в ступени с  =0 и  >0. 30

15. Связь между реактивностью ступени, углами выхода потока из решеток и треугольниками скоростей. 31

16. Вывести формулу окружного усилия на лопатку через уравнение сохранения количества движения 32

18. Уравнение сохранения энергии для рабочих лопаток и опреление скорости на выходе из рабочей лопатки. 37

19. Потери располагаемой энергии при расширении газа в каналах турбинных ступеней. Критическое отношение давлений при действительном процессе расширения. 39

20. Газодинамические характеристики решеток турбинных профилей 43

21. Составляющие потерь располагаемой энергии в турбинных решетках. Обобщенные газодинамические характеристики турбинных решеток. Почему на коэффициент потерь влияют b/l и Δα(Δβ). 47

22. Процесс расширения в проточной части турбинной ступени с ρ =0, ρ <0 и ρ >0. 51

23. Относительный лопаточный КПД и его определение. 53

24. Вывести формулу максимального КПД на лопатках ступени с реактивностью равной нулю. 54

25. Изменение составляющих потерь располагаемой энергии по проточной части ступени в зависимости от безразмерного отношения скоростей при ρ =0. 54

26.Оптимальный располагаемый теплоперепад ступени. Оптимальный диаметр ступени. 55

27.Двухвенечная ступень. Назначение, процесс расширения в ступени и треугольники скоростей. 56

28. Определение геометрических размеров ступени при заданных начальных параметрах и конечном давлении. 58

29.Определение геометрических размеров ступени при заданных начальных параметрах и диаметре ступени. 61

30.Потери трения диска и лопаточного бандажа. 64

31. Потери в ступени, связанные с парциальным подводом пара. 65

32. Потери от утечки в ступени 66

33. Процесс расширения в лабиринтных уплотнениях ( с тремя и шестью гребнями. Доказать, что увеличение числа гребней приводит к снижению утечки газа. 67

34. Назаначение лабиринтных уплотнений. Объяснить, чем определяется эффективность их применения 68

35. Потери от влажности в ступени. Защита от эрозионного разрушения 69

36.Процесс расширения в ступени и относительный внутренний КПД ступени. 71

37.Вывод уравнения радиального равновесия для потока в турбинной ступени. Изменение давления по высоте лопаток в зазорах турбинной ступени. 72

38.Изменение реактивности по высоте лопаток 74

40.Процесс расширения пара в многоступенчатых турбинах. Преимущества многоступенчатых турбин. 77

41. Коэффициент возврата теплоты и его влияние на экономичность преобразования энергии в турбине. 80

42. Концевые уплотнения турбины. Назначение и схема организации протечек в концевых уплотнениях турбины. 81

43. Осевые усилия, действующие на ротор турбины. Способы уравновешивания осевого усилия, действующего на ротор турбины. 85

44. Основные требования, предъявляемые к турбинам и их обеспечение на стадии проектирования. 86

45. Исходные данные для проектирования турбины и основные особенности проектирования ступеней. 88

46. Определение числа ступеней отсека турбины. Факторы, определяющие число ступеней в турбине 89

47. Предельная мощность турбины 91

48. Способы увеличения предельной мощности турбины и способы получения мощности турбины выше предельной 93

49. Конденсационная установка паровых турбин. Назначение и состав 97

50. Переохлаждение конденсата в конденсаторе паровой турбины. Причины возникновения переохлаждения, на что оно влияет, как уменьшить величину переохлаждения. 98

52. Многоступенчатый пароструйный эжектор. Назначение, принцип работы. 102

53. Работа ступени при нерасчетном режиме. Изменение степени реактивности ступени. 104

54. Работа ступени при нерасчетном режиме. Изменение треугольников скоростей. 106

55. КПД ступени при нерасчетном режиме. Изменение составляющих потерь располагаемой энергии. 108

56. Расчет ступени при изменении расхода пара через турбину 111

57. Детальный расчет ступеней турбины на переменный режим 115

59. Распределение теплоперепадов по ступеням при переменном режиме 119

60.Дроссельная система парораспределения. Показатели эффективности и как определяются. 122

61. Зависимость коэффициента дросселирования от нагрузки при различных значениях противодавления 124

62. Сопловая система парораспределения. Принципы работы, конструктивные особенности, процесс расширения в регулирующей ступени при частичных нагрузках. 125

Рис. 3.5. Совмещенные треугольники скоростей турбинной ступени.

Формула для осевой составляющей парового усилия не изменяется от подстановки в нее углов α2 и β2 перепишется таким образом:

Входящие в (3.5) и (3.6) суммы проекций относительных и абсолютных скоростей пара могут быть непосредственно взяты из треугольников скоростей выполненных в мас­штабе, как это видно из рис. 3.5., или определены по формулам для косоугольных тре­угольников:

Результирующая сила, действующая на рабочую лопатку, определится как:

Знание величины этой силы необходимо для прочностных расчетов лопаток (эта сила изгибает лопатку).