- •3. Гидравлические забойные двигатели.
- •3.1. Турбобуры. Общие сведения.
- •3.2. Характеристика решетки турбины. Планы скоростей.
- •3.4. Уравнение Эйлера для турбины турбобура.
- •3.5. Напор срабатываемый в турбине и его составляющие.
- •3.6. Безразмерные коэффициенты решеток турбин.
- •3.7. Классификация решеток прямоточных турбин.
- •3.8. Характеристики турбины.
- •3.9. Характеристика «турбобур-долото-забой» (тдз).
- •3.10. Конструктивные разновидности турбобуров
- •3.5. Винтовые забойные двигатели
- •3. Конструкции осевых опор
3.6. Безразмерные коэффициенты решеток турбин.
Решетки турбин принято характеризовать рядом безразмерных коэффициентов. Остановимся над этим более подробно.
1. Коэффициент осевой скорости.
Под этим коэффициентом принято отношение осевой скорости c1z к окружной скорости при безударном режиме. Используя уравнения (3) и (4)) получим:
=. (22)
Численные значения этого коэффициента изменяются от 0,7 до 1,3. С ростом величины коэффициента осевой скорости план скоростей увеличивается по высоте. При этом увеличиваются углы наклона средневекторных скоростей wm и cm.
2. Коэффициенты активности и реактивности.
Под коэффициентом активности принято отношение активной составляющей напора к полному напру:
. (23)
Отношение реактивной части напора к полному напоруназывают коэффициентом реактивности:
. (24)
Поскольку полный напор состоит из активной и реактивной составляющих, то из этого следует, что +=1. Эти коэффициенты характеризуют разнообразие потока в статоре и роторе. При==0,5 полигон скоростей симметричный. Решетки статора и ротора одинаковы, т.е. имеют вид зеркально отраженных. В таких решетках углыα1=β2 и α2=β1. План средневекторных скоростей у симметричных решеток равнобедренный. Благодаря такому профилю лопаток жидкость движется в статоре и роторе с одинаковой скоростью, что обуславливает одинаковый износ лопастей под действием абразивных частиц. Кроме того, у симметричных турбин перепад давления в статоре и роторе одинаков.
При mа>0,5 решетки и соответствующие им турбины называются активными, а при mа<0,5 – реактивными. Гидромеханическая нагрузка у активных турбин больше в статоре, а у реактивных в роторе.
3. Коэффициент циркуляции.
Этот коэффициент введен П.П. Шумиловым. Он представляет собой отношение разности окружных составляющих абсолютных скоростей к окружной скорости при безударном режиме:
=. (25)
Подставив в выражение (25) разность окружных составляющих абсолютных скоростей из уравнения (12) получим:
σ=. (25а)
Из (25а) следует, что коэффициент циркуляции характеризует качественный состав мощности, вырабатываемой турбиной при безударном режиме: если σ мало, то это указывает на то, что мощность в турбине обеспечивается, главным образом, за счет высоких оборотов и малого момента; при σ>1 – наоборот, мощность обеспечивается за счет большого момента и низких оборотов.
Если представить в уравнении (25) компоненты скорости через конструктивные углы, получим связь коэффициента циркуляции с геометрией лопаток:
. (25б)
В зависимости от величины σ выделяют три типа решеток:
- нормальные σ=1;
- высокоциркуляционные σ>1;
- низкоциркуляционные σ<1.
Между конструктивными углами и основными безразмерными параметрами турбин турбобуров существует следующая связь:
ctgα1,2= ; ctg. (26)