Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
2. Принцип действия реактивной ступени.
Расширение пара происходит не только в соплах, но и в каналах рабочих лопаток с одинаковой степенью расширения. В реактивной турбине применяется барабанная конструкция ротора – нет диафрагм и дисков.
Рис.3: 1 – ротор; 2 – корпус; 3 – разгрузочный поршень; 4 – выхлопной
патрубок; 5 – сопло; 6 – рабочая лопатка.
Треугольники скоростей 1 и 2 одинаковые, углы β1 и α2 близки к 90º.
Благодаря расширению пара в рабочих лопатках создается ускорение потока в их каналах в относительном движении, а следовательно, появляется реактивная сила, которая создает окружное усилие на рабочих лопатках. В этом случае на них возникает как активная сила (за счет поворота потока), так и реактивная. Рабочие лопатки испытывают на себе большую разность давлений (Р1 – Р2), что приводит к возникновению осевых усилий, стремящихся сместить ротор в осевом направлении.
В реактивных ступенях предусматривают специальные устройства, которые воспринимают на себя часть осевого усилия. Частично осевые усилия воспринимаются упорным подшипником.
Абсолютная скорость потока на рабочих лопатках уменьшается с С1 до С2, а относительные скорости увеличиваются с w1 до w2.
Уменьшение С связано с тем, что часть кинетической энергии превращается в механическую энергию вращения рабочих лопаток. Работа 1 кг пара на рабочих лопатках будет пропорциональна разности αu ≡ С12 – С22.
Увеличение w обусловлено градиентом давлений (Р1 – Р2) – ускорение парового потока в относительном движении, создает на рабочих лопатках реактивное усилие RP.
Таким образом, в реактивной ступени используются как активный принцип действия, так и реактивный.
По своей эффективности реактивные турбины подобны активным.
Если степень расширения пара в рабочих лопатках и соплах одинакова, то и их Δ скоростей равны между собой.
Если эти равенства соблюдаются, то профили сопловых и рабочих лопаток берутся одинаковыми.
Реактивная турбина при одинаковых начальных и конечных параметрах имеет в 1,5 раза большее число ступеней, чем активная.
Вопрос№6
3. Степень реактивности ступени.
Рассмотрим изоэнтропный процесс расширения пара в ступенях с различной степенью реактивности:
Рис.4 1.) ρ = 0 2.) ρ > 0 3.) ρ = 0,5
В общем случае располагаемый теплоперепад ступени Н0 распределяется между сопловой и рабочей решетками:
Отношение располагаемого теплоперепада рабочей решетки к теплоперепаду ступени, подсчитанному от параметров торможения, называется степенью реактивности ступени:
При ρ = 0 – ступень чисто активная, расширение пара только в соплах, каналы рабочей решетки имеют постоянное проходное сечение.
Ступени с ρ = 0 – 0,25 называются активными.
Ступени с ρ ≥ 0,5 называются реактивными.
Разделение ступеней на активные и реактивные условно и справедливо только для ступеней с малой веерностью b/d, т.е. для ступеней с короткими по сравнению с диаметром решетки лопатками.
В случае длинных лопаток (лопатки последних ступеней) параметры пара изменяются по высоте, и может получиться, что в корневом сечении ρ ≈ 0, а в периферийном ρ ≥ 0,5. В этом случае говорят не о степени реактивности ступени, а о степени реактивности участка ступени.
Вопрос7
4. Ступень скорости (двухвенечная ступень).
В рассмотренной выше активной ступени при оптимальном отношении скоростей перерабатываются сравнительно небольшие тепловые перепады Н0 = 30 ÷ 100 кДж / кг. Ограничение перерабатываемого теплоперепада обусловлено допустимыми окружными скоростями рабочих лопаток, условиями прочности диска, технологией изготовления ротора турбины.
Чтобы уменьшить потери с выходной скоростью С2 за рабочими лопатками устанавливают направляющие лопатки, с помощью которых поток поворачивается и направляется под необходимым углом во второй ряд рабочих лопаток.
Ступень, в которой расширение пара происходит в основном в сопловой решетке, а использование кинетической энергии пара в двух рядах (венцах) рабочих лопаток, называется двухвенечной.
Рис.5:
1 – сопловой аппарат;
2 – первый ряд рабочих лопаток;
3 – направляющие лопатки;
4 – второй ряд рабочих лопаток;
5 – диск;
С1 – абсолютная скорость выхода из сопл;
С2 – абсолютная скорость выхода из рабочих лопаток первого ряда;
С2 → С1’ – потеря энергии на направляющих лопатках;
C2’ - абсолютная скорость выхода пара из ступени;
Из рис.5 видно, что пар покидает второй ряд рабочих лопаток со скоростью С2 ’ << C2. Таким образом, потери с выходной скоростью в двухвенечной ступени при малом отношении скоростей u /сф невелики. Следовательно, в двухвенечной ступени перерабатывается большой теплоперепад при умеренных окружных скоростях и при малых потерях с выходной скоростью, т.е. с относительно высоким КПД. В двухвенечной ступени срабатывается теплоперепад примерно в 4 раза больший, чем в одновенечной.
В двухвенечной ступени имеются дополнительные потери в направляющем аппарате (ΔНн) и втором ряду рабочих лопаток (ΔНр’).
Рис.6
Дата публикования: 2015-03-29; Прочитано: 509 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!