Располагаемая энергия турбинной ступени
Под располагаемой энергией турбинной ступени понимается та часть тепловой или эквивалентной ей кинетической энергии рабочей среды массой 1 кг, которая в идеальной турбинной ступени с изоэнтропийным процессом расширения может быть преобразована в механическуЮ работу. Для определения располагаемой энергии воспользуемся уравнением энергии (см. § 4.2).
Согласно уравнению энергии разность полных энергий в начале и конце расширения равна сумме количества теплоты, подводимой или отводимой в процессе, и работы, совершаемой самой рабочей средой или внешними силами над рабочей средой. В идеальной осевой турбинной ступени теплота не подводится и работы внешних сил нет (q = О; lвс = О), поэтому 
где h0 - работа, совершаемая рабочей средой массой 1 кг в идеальной турбинной ступени. Эта работа называется располагаемой энергией (или теоретической работой) турбинной ступени. В дальнейшем условимся называть h0 также располагаемым перепадом энтальпий. Подставляя значение полных энергий в уравнение (4.77), получаем 
где hа = io – i2t - полный изоэнтропийный перепад энтальпий в ступени. Для того чтобы по формуле (4. 78) найти располагаемую энергию, необходимо знать теоретическую скорость с 21 выхода из рабочих лопаток. Нахождение скорости не представляет большой трудности, но требует специальных вычислений. На практике теоретическую скорость с 21 выхода потока не определяют, а заменяют ее близкой к ней по значению действительной скоростью выхода потока из рабочих лопаток. В этом случае располагаемую энергию (теоретическую работу) определяют по формуле 
|
|
|
где с2/2 - выходная кинетическая энергия ступени. В теории турбин принято различать ступени, работающие с использованиемвыходной энергии в нижерасположенной ступени, и ступени, работающие без использования выходной энергии. Если турбинная ступень работает с использованием выходной энергии, то предполагается, что часть кинетической энергии потока, равная μ 2с~/2, передается нижерасположенной ступени. Поэтому располагаемая энергия ступени, работающей с использованием выходной энергии, определяется по формуле
Располагаемая энергия h0 ступени при частичном использовании выходной энергии показана на графике рис. 4.9. При полном использовании выходной энергии (μ2 = !) располагаемая энергия ступени будет определяться по формуле (4.79) 
С частичным или полным использованием выходной энергии работают промежуточные ступени многоступенчатых турбин со ступенями давлений. В турбинной ступени, работающей без использования выходной энергии, передача кинетической энергии в последующую ступень не предусматривается (μ 2 = О), поэтому располагаемая энергия 
|
|
|
В последнем случае также понимается, что скорость выхода в идеальной ступени исчезающе мала (с 2 ~ О) и ее выходной энергией можно пренебречь. Без использования работают последние ступени многоступенчатых турбин и одноступенчатые турбины. Располагаемую энергию радиальной турбинной ступени принято определять по тем же формулам, что и для осевой ступени (более подробно об этом см. в § 5.8). Если ступень работает без использования выходной энергии (μ2 = О), то располагаемая энергия (работа) изобразится в диаграмме p-v (рис. 4.32,а)
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 150; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!