Д вижение реального газа через турбинную решетку.

По мере удаления от выходной кромки неравномерность распределения скорости на выходе из решетки снижается вследствие работы сил трения, и на некотором удалении от решетки поток становится равномерным.

13. Физика концевых потерь при течении пара в решетке конечной высоты

Движение пара в криволинейном канале конечной высоты.

Все ранее и выше изложенное относится к плоской решетке бесконечной высоты.

Турбинные решетки являются кольцевыми решетками конечной высоты. По высоте решетка ограничена (корневое сечение, бандаж).

Движение пара в криволинейном канале конечной высоты.

Т ечение пара в такой решетке отличается от течения в плоской решетке бесконечной высоты.

На поверхности всех стенок канала, в том числе и торцевых, возникает пограничный слой, скорость движения пара в котором

При обтекании решетки

Р_ВОГ>Р_СП

За счет разности этих давлений в ПС (вблизи торцевых стенок) возникает вторичное течение от вогнутой части к спинке профиля.

Движение пара в криволинейном канале конечной высоты.

Из условия неразрывности потока, в ядре потока возникает компенсационное течение в обратную сторону.

При взаимодействии этих течений вблизи спинки профиля около торцевых поверхностей возникают вихревые зоны, которые распространяются вдоль канала и далее за пределы решетки.

Д вижение пара в криволинейном канале конечной высоты.

Возникают, так называемые, вихревые шнуры, которые взаимодействуют с кромочным следом. Ширина кромочного следа увеличивается, что усложняет картину течения за решеткой.

14. Инженерная методика расчета коэффициентов потерь энергии

Инженерная методика расчета потерь энергии.

В соответствии с этой методикой потери не делят на концевые и профильные, а определяют некий суммарный коэффициент потерь энергии.

Инженерная методика расчета потерь энергии

На полученный таким образом коэффициент вводятся поправки:

1. На скорость потока на выходе из решетки (на число Маха)

2. На режим течения (на число Re).

Если ₍режим автомодельности), влияние числа Re на потери отсутствует.

Инженерная методика расчета потерь энергии

3. Поправка на угол выхода потока из решетки.

В соответствии с инженерной методикой:

Инженерная методика расчета потерь энергии

Потери от влажности

Изложенная методика справедлива для перегретого пара.

Для влажного пара необходимо дополнительно определить величину потерь, связанную с течением влажного пара.

Известно, что потери от влажности зависят, в основном, от наличия крупнодисперсной влаги.

Если в какой-либо ступени турбины образовалась влага, то первоначально это гомогенный поток и существенного изменения потерь энергии не наблюдается.

Далее происходит осаждение влаги, срыв пленки с поверхностей и образование крупнодисперсной влаги. По мере дальнейшего расширения, доля крупнодисперсной влаги в потоке увеличивается. Соответственно, увеличивается и доля потерь от влажности.

Инженерная методика расчета потерь энергии

Потери от влажности

В ходе расчетов сначала определяется доля крупнодисперсной влаги в данной ступени.

Инженерная методика расчета потерь энергии

Потери от влажности

В зависимости от величины определяется приращение коэффициента потерь энергии от влажности .

- диаграммная влажность.

.

15. Инженерная методика расчета коэффициента расхода.

Определение коэффициента расхода.

Коэффициент расхода необходимо знать для определения размеров решетки.

В области перегретого пара коэффициент расхода всегда <1.

В области влажного пара массовый расход оказывается больше, чем расход перегретого пара при тех же условиях. Поэтому коэффициент расхода может стать больше 1.

Определение коэффициента расхода

На рисунке:

1 – сопловая решетка;

2 – рабочие решетки с различными углами поворота потока ∆β

Методика расчета коэффициента расхода заключается в следующем:

1. По данному графику определяется коэффициент расхода для перегретого пара.

2. Вводится поправка на влажность.

Определение коэффициента расхода

Поправка на влажность

- влажность на выходе из решетки.

Цифры на графике – степень реактивности ступени.

μ_вл=μ_пп*( μ_вл/ μ_пп)

16. Особенности течения влажного пара через турбинные решетки

Течение влажного пара через турбинные решетки.

Б ольшая часть ступеней в турбинах АЭС работает на влажном паре. Уже на входе в первую ступень пар имеет влажность примерно 0.5%.

Возможны 2 варианта течения пара через решетку:

1. Уже на входе в решетку пар влажный.

2. На входе в решетку пар перегретый, а в процессе течения в ней пар пересекает линию насыщения и в самом канале образуется влага.

Поскольку пар движется с высокой скоростью, то, вследствие инерционности процесса, конденсация пара происходит не строго на линии насыщения, а в диапазоне степени сухости Х=(0,968÷0,977), проходя через который и образуется влага. Этот диапазон называется зоной ВИЛЬСОНА.