Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Гидравлические забойные двигатели.doc
Скачиваний:
85
Добавлен:
29.03.2015
Размер:
3.94 Mб
Скачать

3.4. Уравнение Эйлера для турбины турбобура.

При выводе уравнения Эйлера, как и для лопаточного насоса, будем полагать, что поток жидкости в межлопаточных каналах ступени турбины состоит из бесчисленного множества элементарных струек, расход жидкости через турбину постоянен и жидкость не сжимаема.

Определим количество движения жидкости на входе в ротор:

dI1=dm·c1=ρ·dQ·c1, (6)

где ρ – плотность жидкости; dQ – расход жидкости через элементарную струйку.

Аналогично находим количество движения жидкости на выходе из ротора:

dI2=dm·c2=ρ·dQ·c2. (7)

Вычислим момент количества движения жидкости на входе и выходе жидкости в ротор в плоскости, перпендикулярной оси его вращения:

dM1= dI1·r·cosα1= ρ·dQ· c1·cosα1·r = ρ·dQ·c1u·r; (8)

dM2= dI2·r·cosα2= ρ·dQ·c2· cosα2·r = ρ·dQ·c2u·r. (9)

При переходе жидкости от входного сечения к выходному произойдёт изменение момента количества движения равное:

dM= ρ·dQ(c1u- c2ur = ρ·(c1u- c2u) r· cz·2πr·dr. (10)

Вычислим момент количества движения одной ступени:

Mi= ρ·(c1u- c2u) 2π·cz = ρ·(c1u- c2u)= =ρ·Q·(c1u- c2u. (11)

Множители , подчеркнутые в уравнении (11) представляют не что иное, как расход жидкости через турбину, а дробьпо своей величине весьма близка значению среднего радиуса проточной части турбины. Тогда уравнение (11) примет вид:

Mi= ρ·Q·(c1u- c2urср. (12)

Мощность, вырабатываемая на одной ступени турбины:

Ni= Mi·ω= ρ·Q·(c1u- c2urср· ω= ρ·Q·(c1u- c2uu. (13)

Для многоступенчатой турбины турбобура содержащей к ступеней уравнения (12) и (13) записывают в виде:

Mк= Mi·к=к· ρ·Q·(c1u- c2urср , (12а)

Nк= Ni·к=к · ρ·Q·(c1u- c2uu. (13а)

3.5. Напор срабатываемый в турбине и его составляющие.

Как известно из курса гидравлики мощность потока жидкости с расходом Q, может быть представлена в виде:

Ni=Hi·Q·ρ·g, (14)

где Hi – напор, срабатываемый в ступени турбины.

Подставив в левую часть уравнения (14) мощность, вырабатываемую одной ступенью турбины по уравнению (13), получим:

ρ·Q·(c1u- c2uu= Hi·Q·ρ·g. (15)

Произведя упрощения в уравнении (15) и решая его относительно напора Hi, получим:

Hi=(16)

Для получения составляющих напора обратимся к планам скоростей (рис. 3.1 в) для которых можно записать следующие зависимости:

для входного сечения: =; (17)

для выходного сечения: . (18)

Решая уравнения (17) и (18) относительно и, получим:

, (19)

. (20)

Подставив выражения (19) и (20) в уравнение (16), выполнив преобразования и приняв во внимание, что у осевой турбины u1=u2=u, получим:

=, (21)

где и- активная и реактивная части полного напора.