Основные уравнения и методы расчета
Практически расчеты, основанные на постоян-
При большой веерности предположение о плоскопараллельном течении в решетках турбинной ступени становится недостаточно оправданным, и такой расчет ступени при ее проектировании может привести к заметному снижению КПД.
, то в данной пространственной задаче он разлагается на три составляющие:
связанные между собой через угол потока на цилиндрической поверхности айв меридиональной плоскости V (рис. 3.12):
то кроме того
на них действуют дополнительные силы от ускорения, возникающего при движении пара вдоль иецилиндрической поверхности тока. В радиальном направлении всем этим силам противодействует градиент давления </р/с1г, в результате чего оказывается, что по радиусу (высоте) ступени давление пара не одинаково.
Наибольшие изменения давления по радиусу обычно отвечают сечению /--/ (рис. 3.11), т.е. зазору между сопловой и рабочей решетками, так как в этом сечении поток наиболее закручен: здесь и наименьшие углы ос направления абсолютной скорости, и наибольшие скорости с, т. е. наибольшие значения си. Недостаточность информации о реальном характере потока, детальном изменении его характеристик по радиусу и по оси я, ограниченные пока возможности вычислительной техники затрудняют для сложных условий течения вязкой, сжимаемой жидкости, иногда с М^1 в паротурбинных ступенях большой веерности достаточно корректно поставить и точно решить задачу расчета так называемого пространственного потока.
|
|
|
Однако имеется много в той или иной мере приближенных методов расчета, также достаточно сложных, они позволяют качественно, а иногда и близко к данным экспериментального исследования количественно выявить влияние тех или иных факторов на характеристики потока в ступенях большой веерное™, произвести расчет ступени при переменных по радиусу параметрах потока.
Ниже представлена схема одного из таких методов, которая показывает влияние основных факторов на изменение параметров потока по радиусу, в частности в зазоре между решетками ступени.
Используя цилиндрическую систему координат (рис. 3.12), запишем для установившегося движения:
уравнения количества движения (уравнения Эйлера) [12, 43]
и уравнение неразрывноети
Здесь и далее Ра, Ри и /- составляющие внешних сил (например, от лопаток, гравитационных, мапштогидродинамических и т. д.). В последующих уравнениях, приводимых здесь выводе и анализе этими силами пренебрегаем.
Для относительного движения в рабочей решетке уравнения количества движения примут вид
—• угловая скорость.
неразрывности запишется так:
|
|
|
Из этих уравнений следует, что в общем случае давление пара меняется не только в осевом направлении а и по шагу решетки г (по углу V), но также и по радиусу г. Изменение давления пара по радиусу описывается уравнением количества движения в проекции на ось г, т. е. уравнением (3.47), в котором первый член в правой части с*/г характеризует влияние центробежных сил, а остальные члены — влияние радиального ускорения.
Уравнение количества движения в проекции на ось г называется уравнением радиального равновесия. В форме (3.47) оно учитывает и радиальное ускорение. Как и при расчете ступени по среднему диаметру, при расчете пространственного потока могут ставиться обратная и прямая задачи, т. е. определяются или все размеры решеток (проектируется ступень), или все параметры при заданных размерах ступени
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 110; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!