Относительный внутренний кпд ступени.

Дополнительные потери в ступени приводят к снижению полезной работы и учитываются внутренним относительным КПД ступени.

, , , - дополнительные потери.

= ∆h_тр/ (Остальные потери аналогично).

Внутренний тепловой перепад ступени

Внутренняя мощность ступени

- расход пара через ступень.

31. Процесс расширения пара в h-s диаграмме в двухвенечной ступени при ρ>0 (с учетом дополнительных потерь).

32. Преобразование энергии в ступени. Окружное и осевое усилия

Взаимодействие потока пара с рабочей решеткой.

_R - интегральное

усилие, развиваемое паром на рабочих лопатках. Оно направлено под некоторым углом к направлению окружной скорости.

R_u - окружное усилие, которое определяет мощность ступени.

R_a - осевое усилие, полезной работы не совершает. Это усилие действует на ротор, воспринимается упорным подшипником и передается на фундамент турбины.

33. Работа и мощность ступени

Взаимодействие потока пара с рабочей решеткой

Мощность, развиваемая на рабочих лопатках

Удельная работа на 1 кг пара:

Аналогичные выражения можно получить, используя относительные скорости:

Величина определяет эффективность работы ступени

34. Оптимальное отношение скоростей U/C₁ для активной ступени

Оптимальное отношение скоростей для активной ступени.

Принятые допущения:

1. 

2. 

3. 

(Потери при обтекании рабочей лопатки отсутствуют).

4. . При данных условиях

.

.

При таком соотношении эффективность ступени будет максимальной.

35. Оптимальное отношение скоростей для U/C₁ реактивной ступени

Оптимальное отношение скоростей для реактивной ступени.

При оптимальное отношение скоростей

36. Оптимальное отношение скоростей U/C₁ для двухвенечной ступени

Оптимальное отношение скоростей для двухвенечной ступени.

Рассмотривается чисто активная двухвенечная ступень при следующих условиях:

1. .

2. ; (обтекание без потерь)

3. ; .

4. .

, где - число венцов.

37. Понятие о фиктивной скорости C_ф. Оптимальное отношение скоростей U/C_ф произвольной ступени.

Понятие об оптимальном отношении скоростей .

Скорость С₁ не в полной мере отражает режим работы ступени, особенно реактивной ступени.

Поэтому в тепловых расчетах ступеней чаще используется так называемая фиктивная скорость и соответствующее отношение скоростей.

Фиктивная скорость – это скорость, которая получилась бы, если бы весь тепловой перепад ступени был сработан в одной решетке.

• Активная ступень

.

• Реактивная ступень (без вывода)

38. Соотношение тепловых перепадов в оптимальных активной и реактивной ступенях.

Оптимальные тепловые перепады активной и реактивной ступеней

При

.

При в оптимальной активной ступени может быть сработан тепловой перепад в 2 раза больший, чем в реактивной ступени.

39. Баланс энергии в реактивной ступени

Баланс энергии в реактивной ступени.

В отличие от активной ступени max КПД наблюдается при больших значениях U/C_Ф

40. Баланс энергии в активной ступени

Баланс энергии в активной ступени.

Потери в соплах практически не зависят от U/C_Ф

Потери в рабочих лопатка с увеличением U/C_Ф несколько уменьшаются.

Потери с выходной скоростью минимальны при (U/C_Ф)_ОПТ

При этом относительный лопаточный КПД максимален.

41. Баланс энергии в одно-двух и трехвенечной ступенях. Области их применения.

Баланс энергии в m-венечных ступенях.

• Применение двухвенечной ступени предполагает использование некоторой части энергии выходной скорости после РЛ первого венца.

• При этом появляются дополнительные потери в направляющих лопатках и РЛ второго венца.

• Поэтому КПД двухвенечной ступени несколько меньше, чем в одновенечной.

• Однако, это позволяет сработать больший тепловой перепад при сравнительно высоком КПД.