Преобразуване на енергия в степен на аксиална турбина
Преобразуване на енергията в аксиалното турбинно стъпало - Конспект, раздел Обучение, Лекционни записки за курса Теория на парните и газовите турбини В турбинното стъпало работата на разширението на работното тяло се преобразува в кинетична.
В турбинното стъпало работата на разширението на работния флуид се преобразува в кинетична енергия на потока, а последната в механична работа. Нека разгледаме тази трансформация по отношение на един от етапите на аксиалната турбина
.
На фиг. 24 са показани пътищата и профилите на решетките на турбинното стъпало:а– активно стъпало;b– реактивен етап.
Потокът на работния флуид, напускащ дюзовия масив със скоростс1, преминава през аксиалната междина δа, която отделя неподвижните дюзови лопатки от работните, и навлиза в каналите на работната решетка (фиг. 25).
В масива на дюзите работният флуид се разширява от наляганеp0 доp1. В този случай потенциалното налягане на работния флуид се превръща в кинетична енергия. Освен това в работната решетка има допълнително намаляване на налягането отp1 доp2. В същото време потокът на работния флуид в работната решетка променя посоката си. В този случай кинетичната енергия на потока се прехвърля към работните лопатки на етапа.
Ако потокът на работния флуид в работната решетка протича без загуби, тогава разширението от наляганер0 дор1 би довело до по-нататъшно намаляване на енталпията на (фиг. 26), така че наличният топлинен спад за целия етап, изчислен от параметрите на забавяне, ще бъде сумата от наличните топлинни капки на дюзата и работните решетки, или, което е почти същото, наличният топлинен спад на етапът може да бъде взет от изентропа между наляганията иp2.
В реалния процес, поради загубите, се получава разширение в работния каналс нарастваща ентропия, така че състоянието на работния флуид при напускане на работната решетка може да бъде представено чрез точка 2 вh, s- диаграмата на фиг. 26.
Съотношението на топлинния спадH0p към топлинния спад на степента като функция на спирачните параметри се наричастепен на реактивност :
. (59)
Ако степента на реактивност на степента е равна на нула и няма допълнително разширение на работния флуид в каналите на лопатките на ротора, тогава такава степен се нарича чистоактивна. Също така етапът се наричаактивен, ако ρ
Тази тема принадлежи към категорията:
Конспекти от лекции по дисциплината Теория на парните и газовите турбини
Лекция.
Какво ще правим с получения материал:
Всички теми в този раздел:
Основните уравнения на движението на свиваем флуид Преобразуването на енергия в етапите на турбината възниква в резултат на потока на свиваем флуид (работен флуид) около неподвижната дюза и работещите лопатки на турбината. Подробно законите на движение на работния флуид
Уравнение за непрекъснатост Ако в сечение 1 през канал с площ F1 преминава масовият дебит на работния флуид G1 с променлив специфичен обем v1 и с променлива скорост
Уравнение на импулса При движение в посока x и съпротивителната сила R, отнесена към 1 kg от масата на работния флуид, диференциалното уравнение за промяна на импулса (уравнението на имп.
Уравнение за запазване на енергия Уравнението за запазване на енергия за постоянен поток е валидно независимо от това дали потокът е придружен от загуби или протича без загуби:
Турбинни решетки Турбинното стъпало се състои от стационарни (дюза) и въртящи се (работни) решетки от лопатки. Във всяка решетка лопатките са еднакви, монтирани под една и съща
Загуби на енергия по време на потока около турбинните решетки Енергийните загуби, свързани с потока на работния флуид в решетките, могат да бъдат разделени на няколко компонента: 1. профилни загуби ζpr, определени при
Профилни загуби Загубите от триене в граничния слой могат да се определят теоретично, ако са известни режимът на граничния слой и неговите условни дебелини на изхода на решетката. Обикновено за масиви от объркващи дюзи
Коефициенти на потока При определяне на напречните сечения на изхода на дюзата и работните решетки е необходимо да се знае действителният характер на потока в решетката. Наличие на граничен слой, неравномерност на скоростните полета и вторични потоци
Ъгли на изход на потока Ъгълът на изход на потока от дюзата α1 и работните β2 решетки, което означава осреднено с помощта на уравнението на импулса по стъпка t и височина
Разширяване на работния флуид в наклонено сечение на решетката Разгледайте свръхзвуковото изтичане на работния флуид в стесняваща се решетка. При M1t=1, т.е. при , в минималното напречно сечение на изхода
Турбинни решетки За изчисляване на етапите на турбината, конструиране на триъгълници на скоростта, определяне на ефективността и мощността на етапа е удобно да се използват коефициентите на скоростта:
Характеристики на двуфазна среда В последните степени на кондензационните турбини и в повечето степени на мокри парни турбини, процесът на разширение на парата протича под граничната крива x = 1 (фиг. 19).
Образуване на влага в елементите на турбинатаголям градиент на абсолютно налягане dp
Относителна ефективност на лопатката Относителната ефективност на лопатката на едно стъпало е съотношението на работата на стъпалото Hu, разработена от 1 kg работен флуид, към неговата налична енергия
Характеристики на турбинното стъпало При изчисляване на турбинното стъпало е необходимо да се изберат основните му размери: · формата на профилите на дюзите и работните решетки; височини на решетките, ъгли на тяхното инсталиране, конст
Избор на степента на реактивност Проектирането на етапа започва с избора на типа етап. Стъпките могат да бъдат активни (ρ = 0,02 – 0,25) или реактивни (ρ> 0,4). Активни ступи
Определяне на основните размери на стъпалото При даден топлинен спад на стъпалото и избраната стойност на отношението на скоростите u/cf диаметърът на стъпалото е равен на:
Определяне на ефективността на стъпалото Загубите на енергия в работната мрежа се определят по формулата: . (106) Коефициент
Основни уравнения и методи за изчисление Горните изчисления се отнасят за средния диаметър на стъпалото и могат да бъдат валидни за цялата височина на лопатките само в тези случаи. Когато d/l>10 – 15. За по-малки стойности
Закони за усукване на решетката При проектиране на стъпало зависимостта често се задава индиректно - чрез промяна на радиуса на скоростите на потока или техните компоненти, или
Изборът на степента на реактивност за стъпките с висока точност От уравнение (122) може да се види, че най-малката степен на реактивност ρk съответства на кореновата секция. Въпреки това, ако степента на реактивност стане отрицателна (ρk
Особености на степените на скоростта Наличната топлинна разлика, генерирана в степента на турбината, се определя от периферната скорост u и отношението на скоростта u/sf. Освен това, колкото по-малък е този коефициент за даден
Изчисляване на скоростните стъпки Работата, която се развива1 kg работен флуид, преминаващ през двуредовия скоростен етап, трябва да се счита за сумата от работата в работните решетки на първия и втория ред.
Относителна вътрешна ефективност По-рано, при изследване на етапа на турбината, загубите на енергия, свързани с потока на работния флуид в решетките на етапа, и загубите с изходната скорост бяха взети под внимание. Ефективност
Частично подаване на работната среда Частично подаване означава, че в етапа работната среда не преминава през решетките по цялата обиколка. Част от обиколката, заета от каналите на лопатките на дюзите, през които преминава работната течност
Загуби от течове в етап По време на работа на турбината, част от работния флуид, заобикаляйки пътя на потока, образува теч, което намалява ефективността на цялата турбина. За да се намали изтичането в дизайна на турбината, лабиринт
Влияние на влажността на парата върху ефективността на степента Експерименталните изследвания на работата на степента на турбината в зоната на влажна пара показаха намаляване на ефективността в сравнение със степента, работеща в зоната на прегрята пара. Влошаване роб
Многостъпален работен процес на парна турбина Съвременните парни турбини обикновено имат активни етапи в зоната на високо налягане и реактивни степени в областта на ниско налягане. Условно обаче ще запазим разделението на турбините на активни и реактивни.
Определяне на размерите на последното стъпало на турбината За да се определят размерите на последното стъпало, на първо място се задава или определя от статистически данни ефективността на процеса на разширение на работния флуид. По отношение на p2, o