Методические указания к выполнению задания 3

Располагаемая работа (энергия) одноступенчатой турбины, также как и изолированной турбинной ступени равна располагаемой работе изоэнтропийного процесса расширения, которая определяется по выражению

.                                 (28)

Турбинная ступень состоит из соплового и рабочего аппаратов, в которых идет процесс расширения рабочего тела. Сопловой аппарат служит для преобразования части располагаемой энергии во внешнюю кинетическую энергию потока и крепится в корпусе турбины неподвижно. В рабочем аппарате часть кинетической энергии потока и оставшаяся часть располагаемой энергии преобразуются в механическую энергию вращения ротора турбины, на котором крепится рабочий аппарат. Таким образом, располагаемая работа турбинной ступени распределяется между сопловым и рабочим аппаратами

,                                             (29)

где L₀₁, L₀₂ – располагаемая работа, соответственно соплового аппарата и рабочего аппарата.

Располагаемая работа соплового аппарата

.                              (30)

Располагаемая работа рабочего аппарата

,                               (31)

где T₁ – температура газа на входе в рабочий аппарат.

Из уравнения (29) следует, что можно спроектировать бесконечное количество турбинных ступеней, которые будут иметь одинаковую располагаемую работу, но отличаться соотношением  и . С целью конкретизации этого соотношения вводится понятие степени реактивности турбинной ступени ρ.

Под степенью реактивности турбинной ступени понимают отношение располагаемой работы рабочего аппарата к располагаемой работе турбинной ступени

.                                             (32)

Действительная абсолютная скорость потока на выходе из соплового аппарата (на входе в рабочий аппарат) определяется по выражению

.                                      (33)

Оптимальный режим работы турбинной ступени, при котором окружной КПД  имеет максимальное значение для заданных начальных и конечных параметров газа, соответствует оптимальной скоростной характеристике

,                                     (34)

где - оптимальная окружная скорость среднего диаметра на входе в рабочий аппарат.

Для оптимального режима осевой турбинной ступени окружные скорости для средних диаметров на входе в рабочий аппарат и на выходе из него  и  будем считать одинаковыми и равными оптимальному значению окружной скорости, то есть

.                                (35)

Оптимальную скоростную характеристику можно определить по приближенной формуле

.                         (36)

Относительная скорость w₁ и угол потока β₁ на входе в рабочее колесо определяются по выражениям

,                         (37)

.                                      (38)

Относительная скорость потока на выходе из рабочего аппарата определяется из уравнения

.                                      (39)

Работа на окружности рабочего колеса (окружная работа)

.                              (40)

Окружной КПД турбинной ступени

.                                             (41)

Годограф скоростей турбинной ступени выполняется на миллиметровой бумаге с соблюдением масштаба величин скоростей. Образец иллюстрации приведен на рисунке 3. Иллюстрация процессов расширения газа в турбинной ступени выполняется с использованием рисунка 4.

Рисунок 3 – Образец годографа скоростей турбинной ступени

 

 

Задание 4

Определить окружные потери энергии, внутреннюю работу и внутренний КПД осевой турбинной ступени, исходные данные для которой приведены в задании3. Дополнительно принять суммарный коэффициент внутренних потерь энергии турбинной ступени . Процесс расширения рабочего тела в турбинной ступени проиллюстрировать в si – диаграмме с указанием окружных потерь энергии, окружной и внутренней работы.

 

---

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 307; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!