Изучение энергетических характеристик активной турбины на модельном однофазном и двухфазном рабочем теле (120

6. Методика обработки результатов опыта

Обработка результатов измерений проводится по зависимостям для равновесного течения двухфазной смеси. Сложность процессов при течении двухфазной смеси по проточной части турбины пока не позволяет учесть в общем виде теплообмен между фазами, сепарацию на рабочих органах, поэтому течение смеси рассматривается при следующих допущениях:

а) течение стационарное и одномерное; б) течение без теплообмена с окружающей средой;

в) массовые расходы постоянны, фазовые переходы отсутствуют, т. е. нет испарения капель из-за незначительного времени пребывания в сопле и на решетке рабочих лопаток, низкого перепада температур между газом и жидкостью.

Результаты эксперимента обрабатываются в следующем порядке. 1. Определяется расход газа через турбину по формуле

вМПа; Т0 – в К.

2.Расход воды на впрыск перед соплом турбины mв опреде-

ляют по тарировочному графику mв = f ( pв), который заносится в ЭВМ в режиме калибровки.

3.Определяют суммарный массовый расход рабочего тела m mг mв.

4.Располагаемую адиабатную работу турбины подсчитывают по формуле

где Rпр – газовая постоянная двухфазной смеси, Дж/(кг К); n – показатель адиабаты для двухфазного потока. Величины Rпр и n определяют по следующим формулам:

41

gk – относительная доля воды в рабочем теле, gk = 1 – gг; Cv.г – теплоемкость газа при постоянном объеме, Cv.г = 0,737, кДж/(кг К); Св – теплоемкость воды, Св = 4,187 , кДж/(кг · К); Cp.г – теплоемкость газа при постоянном давлении, Cp.г =1,03 кДж/(кг К).

5.Располагаемая мощность турбины (Вт) N0 = mг Lад.

6.По замеренному усилию на статоре гидротормоза определя-

ют крутящий момент (Н м), переданный на гидротормоз, Mгт = Pl, где l – плечо рычага, устанавливается по заданию преподавателя в диапазоне 0,08…0,15 м.

7.По показаниям приборов определяют число оборотов ротора турбины и затем вычисляют эффективную мощность турбины (Вт)

Nт = Mгт ω.

8.Адиабатная скорость (м/c) на выходе из сопла турбины

сад = (2Lад)1/2.

9.Окружная скорость на среднем диаметре лопаток турбины

u = ωD/2.

10.Определяют отношение скоростей u/cад.

11.Рассчитывают эффективный КПД турбины т Nт / N0 .

12.Определяют снижение эффективного КПД турбины при двухфазном рабочем теле по сравнению с однофазным

Данные проведенного расчета записываются в таблицу.

42

7. Отчет по работе

После окончания работы каждый студент представляет отчет, который должен содержать следующие разделы:

1)основные теоретические положения;

2)методика обработки экспериментальных данных;

3)таблица измеренных и рассчитанных параметров;

4)последовательность обработки экспериментальных данных;

5)таблицы замеренных и рассчитанных параметров (см. выше таблицу);

6)зависимость Δηе = f (gk) при u/caд = const;

7)выводы.

8.Контрольные вопросы

1.Какие основные факторы влияют на КПД турбины, работающей на двухфазном рабочем теле?

2.Как оценить изменение термодинамических и газодинамических параметров рабочего тела при наличии в нем k-фазы?

3.Какими параметрами оценивают энергетические характеристики турбины при течении двухфазного потока в сопловой части,

врабочем колесе?

4.В чем заключаются отличия поведения мелких и крупных частиц при течении двухфазного рабочего тела?

5.В чем заключаются отличия взаимодействия со стенкой твердых и жидких частиц?

6.В чем состоит сущность явления сепарации? Какие параметры влияют на эффективность сепарации?

7.Какие параметры влияют на эрозию лопаток турбины на двухфазном рабочем теле?

8.Как влияет веерность лопаток турбины на значение потерь на удар?

9.Какова последовательность выполнения лабораторной рабо-

ты?

10.Каким образом можно изменить частоту вращения ротора?

11.Какие параметры непосредственно измеряют в ходе испы-

тания?

12.Как определяется массовая доля газовой фазы в рабочем

теле?

13.Как влияет массовая доля конденсированной фазы в рабочем теле на КПД турбины?

44

14.Как влияет отношение u/caд на КПД турбины на двухфазном рабочем теле?

15.Как изменятся треугольники скоростей потока на входе и выходе из турбины при переходе с однофазного рабочего тела на двухфазное?

16.Каким образом определяется газовая постоянная двухфазной смеси?

45

47