Каковы преимущества и недостатки двухвенечных ступеней.
Такого типа ступени, где при одной сопловой решётке преобразование кинетической энергии производится в нескольких рабочих решётках, называются ступенями скорости. На рис. 2.10. представлена проточная часть, профили лопаток и треугольники скоростей двухвенечной турбинной ступени, которая также является ступенью скорости.
|
Рис. 2.10. Проточная часть, профили лопаток и треугольники скоростей двухвенечной турбинной ступени |
Чем больше перерабатываемый тепловой перепад при заданной окружной скорости, тем большее число венцов, т.е. число рядов рабочих лопаток в ступени скорости имеет смысл применять.
Преимущества:
- срабатываемый теплоперепад выше, чем в одновенечных(100-250кДж/кг);
- дешевле изготовление;
- меньше металлоемкость.
Недостатки: КПД ступени меньше, чем КПД одновенечной ступени (из-за) увеличения потерь в лопатках).
Какие геометрические и аэродинамические характеристики решеток вы знаете.
Рассмотрим часто используемые геометрические характеристики сопловых решёток (рис. 3.1, а):
а) |
б) |
Рис. 3.1. Геометрические характеристики сопловых (а) и рабочих (б) решёток
шаг решётки t1 – расстояние между соседними профилями; измеряется отрезком между сходственными точками соседних профилей;
горло О1 – минимальный размер канала на выходе из решётки; измеряется диаметром вписанной в канал окружности;
эффективный угол выхода 1э = arcsin O1/t1.
Этот геометрический параметр в большей степени определяет направление потока за решёткой;
хорда профиля b1 – расстояние между наиболее удалёнными точками профиля (в цилиндрическом сечении);
ширина решётки В1 – расстояние по перпендикуляру к фронту решётки. Фронтом решётки называется линия, параллельная окружной скорости рабочих лопаток;
угол установки профиля в решётке у – угол между направлением, противоположным направлению окружной скорости, и касательной к выходной и входной кромкам профиля. Изменяя угол установки профиля в небольших пределах, при формировании решётки можно получить различные значения эффективного угла выхода 1э;
толщина выходной кромки 1кр – диаметр окружности, вписанной между обводами профиля вблизи выходной кромки;
высота лопатки на выходе из решётки l1 – размер канала на выходе из решётки, измеряемый по радиусу ступени;
средний диаметр решётки d1 – диаметр окружности, проходящей через точки, делящие высоту лопатки пополам;
степень парциальности е – отношение длины дуги, занятой соплами L, ко всей длине окружности по среднему диаметру решётки: е = L/d1.
Определения геометрических характеристик для сопловой решётки справедливы и для рабочей решётки. Геометрические характеристики рабочей решётки (рис. 3.1, б) имеют следующие обозначения: t2, O2, 2э = arcsin O2/t2, b2, B2, у, 2кр, l2 и d2. Для рабочей решётки реактивной ступени профили рабочих лопаток по конфигурации не отличаются от сопловых профилей.
Силы аэродинамического сопротивления являются силами трения на гладких поверхностях диска и бандажа; к силам трения добавляются силы сопротивления давления, связанные со срывными явлениями на выступах или во впадинах.
Вращательное движение потока создаёт градиент давления, направленный вдоль радиуса. Под действием этого градиента в пристеночном слое у неподвижной границы возникает течение в направлении от периферии к центру камеры. У диска в зоне больших скоростей под действием центробежных сил возникает течение от центра к периферии. На поддержание образовавшегося циркуляционного течения расходуется дополнительная энергия, отводимая от диска.