- •1. Принципиальное устройство турбомашин
- •2. Основные рабочие параметры турбомашин
- •3. Теоретические характеристики турбомашин
- •4. Действительные характеристики турбомашин
- •5. Эксплуатационные характеристики турбомашин
- •6. Характеристика внешней сети
- •7. Работа турбомашины на внешнюю сеть
- •8. Законы пропорциональности
- •9. Классификация насосов
- •10. Природа явления кавитации
- •11. Допустимая высота всасывания
- •12. Природа осевой силы в центробежном рабочем колесе
- •13. Способы уравновешивания осевой силы насосов
- •16. Конструкции насосов общего назначения
- •17. Особенности насосов горячего водоснабжения
- •18. Теплоэнергетическое насосное оборудование
- •19. Назначение вентиляторных установок
- •20. Внешние сети вентиляторов
- •21. Способы регулирования вентиляторов
- •22. Аэродинамические характеристики вентилятора
- •23. Центробежные вентиляторы общего назначения
- •24. Осевые вентиляторы общего назначения
- •25. Тягодутьевые машины тепловых станций
- •26. Общие сведения о компрессорах
- •27. Принцип действия центробежного компрессора
- •28. Термодинамика компрессорного процесса
- •29. Охлаждение компрессоров
- •30. Характеристики центробежных компрессоров
- •1. Классификация паровых турбин
- •2. Закономерности расширения пара в сопловом канале
- •3. Активный принцип работы пара в турбине
- •4. Реактивный принцип работы пара в турбине
- •5. Устройство простейшей активной турбины
- •6. Устройство активной турбина со ступенями скорости
- •7. Устройство активной турбины со ступенями давления
- •8. Устройство реактивная турбина
- •9. Преобразование энергии в турбинной ступени
- •10.Определение размеров соплового канала
- •11. Определение размеров рабочих лопаток
- •12. Потери в ступенях турбины
- •13. Маслоснабжение турбины
- •14.Регулирование мощности турбины
- •15. Конденсационные установки паровых турбин
- •16. Регенеративный подогрев питательной воды
- •17. Турбины предельной мощности
- •18. Уравновешивание осевых усилий в турбине
- •19. Поддержание заданного режима работы турбины
- •20. Система защиты турбины
- •21. Общее устройство газотурбинной установки
- •22. Особенности газовых турбин
- •23. Анализ эффективности работы гту
- •24. Конструктивные схемы энергетических гту
- •25. Парогазотурбинные установки на тепловых электростанциях
- •26. Принцип действия двс
- •27.Виды рабочих циклов двс
- •28. Основные параметры и характеристики двс
- •29.Технические системы двс
- •30.Комбинированные двигатели
- •31. Эксплуатация двигателей
- •32.Энергетические установки на базе двс
9. Преобразование энергии в турбинной ступени
Под турбинной ступенью понимается совокупность неподвижного ряда сопловых лопаток, в каналах которых ускоряется поток пара, и подвижного ряда рабочих лопаток, в которых энергия движущегося пара преобразуется в механическую работу.
|
Рис.10.Проточная часть ступени и развёртка цилиндрического сечения |
В каналах сопловых лопаток пар расширяется от давления перед сопловыми лопатками ро до давления в зазоре между сопловыми и рабочими лопатками р1. На выходе из сопловых лопаток пар приобретает в процессе расширения скорость с1, направленную под углом к вектору окружной скорости рабочих лопаток. Направление потока под углом задается соответствующей формой и установкой сопловых лопаток.
Рабочие лопатки перемещаются перед соплами с окружной скоростью и. Значение этой скорости зависит от диаметра d, на котором расположены рабочие лопатки, и от частоты вращения ротора п.. На входе в рабочие лопатки пар в относительном движении перемещается с относительной скоростью w1.
Вектор относительной скорости , определяется геометрическим вычитанием из абсолютной скорости окружной скорости . Векторы , и скоростей образуют треугольник скоростей на входе в рабочие лопатки (входной треугольник).
Угол между векторами относительной и окружной скоростей обозначают Направление входных кромок рабочих лопаток при изготовлении определяется направлением относительной скорости, т.е. углом .
При течении в каналах рабочих лопаток происходит дальнейшее расширение пара от давления р1 до давления р2 за рабочими лопатками, а также поворот потока. За счет поворота потока в каналах рабочих лопаток создается активная часть усилия, а за счет ускорения потока в каналах рабочих лопаток – реактивная часть усилия, действующего на рабочие лопатки.
На выходе из каналов рабочих лопаток относительная скорость рабочего тела обозначается и определяется кинетической энергией в относительном движении на входе в каналы рабочей решетки и энергией при расширении рабочего тела от давления р1 до давления р2. Сложив векторы относительной и окружной скоростей, получим вектор абсолютной скорости .
Угол вектора скорости c направлением, обратным обозначают , а его значение определяется формой профиля рабочей лопатки и ее установкой на роторе; при этом направлением выходной кромки рабочей лопатки определяется направление относительной скорости потока на выходе из рабочих лопаток. Угол вектора скорости с направлением, обратным обозначают . Треугольник скоростей, образованный векторами , и называют выходным.
|
Рис.11. Тепловой процесс ступени на h-s диаграмме |
Расширение рабочего тела в сопловых каналах ступени от состояния перед ступенью, определяемого точкой 0, до точки 1t соответствует теоретическому процессу течения в соплах. Реальный процесс в соплах сопровождается потерями энергии ∆Hс, которые в виде теплоты вновь возвращаются в поток и повышают энтальпию за соплами. Действительное состояние рабочего тела за соплами изображается точкой 1. Разность энтальпий в сумме с кинетической энергией на входе в сопла составляет располагаемую энергию в соплах , равную кинетической энергии потока на выходе из сопл при истечении без потерь энергии. В соответствии с уравнением сохранения энергии теоретическая скорость потока на выходе из сопл определяется по следующей формуле:
(2)
Действительная скорость истечения из-за потерь энергии в соплах меньше и равна
(3)
где – коэффициент потерь.
Теоретический процесс расширения рабочего тела в рабочих лопатках изображается линией от точки 1 до точки 2t, разность энтальпий этих точек обозначается Нор и называется располагаемым теплоперепадом рабочих лопаток. С учётом потерь энергии в рабочих лопатках ∆Hp процесс завершиться в точке 2.
По аналогии с формулой (2) получим выражение для определения теоретической скорости потока в относительном движении на выходе из рабочих лопаток
(4)
Действительная скорость на выходе из рабочих лопаток будет меньше :
(5)
где - коэффициент потерь скорости на рабочих лопатках.
Значения абсолютной скорости с2 угла определяют из геометрических характеристик выходного треугольника.
|
Рис.12. Треугольники скоростей турбиной ступени |
(6)
где d – средний диаметр ступени, м; n – частота вращения ротора, с-1.
Из геометрических характеристик входного треугольника скоростей определяют относительную скорость и угол , из выходного треугольника – абсолютную скорость с2 и угол α2.