2015-07-21
2288
Студент должен:
знать: геометрические, термодинамические, газодинамические параметры осевой турбинной ступени и их основные уравнения;
уметь: использовать в расчетах основные уравнения для определения работы и кпд турбинной ступени
Схема ступени осевой турбины с рабочими лопатками. Плоские решетки профилей лопаточных венцов турбинной ступени. Процесс расширения в ступени турбины в I-s диаграмме и соответствующие ему треугольники скоростей турбинной ступени. Основные уравнения для определения работы и кпд турбинной ступени. Основные газодинамические параметры осевой турбинной установки.
Литература: [3], стр. 42-47
Методическиеуказания
Ступень осевой турбины состоит из соплового аппарата и рабочего колеса. К основным геометрическим характеристикам ступени относятся: средние диаметры на входе из соплового аппарата и рабочего колеса; корневые и наружные диаметры соплового аппарата и рабочего колеса; высота на выходе сопловых и рабочих лопаток; перекрыши корневые и наружные; установочные углы профилей; углы раскрытия сопловых и рабочих лопаток в корне и на наружной поверхности и т.д.
Главное исходное условие для получения высокого кпд турбинных ступеней – рациональный выбор втулочного отношения.
Важной геометрической характеристикой лопаточной решетки является относительный шаг или обратная ему величина - густота решетки. Ширина лопатки связана с ее высотой. Малый осевой зазор вызывает повышенное динамическое воздействие на рабочие лог скромочных следов сопел. При большом зазоре поток заметно отклоняется к периферии. Задний осевой зазор принимают приблизительно в 1,5 раза больше переднего. Высота входной кромки рабочих лопаток должна быть больше высоты входной кромки сопел на значение перекрыш.
Если вращение рабочего колеса, глядя со стороны входа газа, происходит по. стрелке, лопатка считается правой, против часовой стрелки - левой.
К термодинамическим параметрам ступени относят степень понижения давления, раб расширения и кпд.
К газодинамическим параметрам осевой турбинной ступени относят работу на окружности, коэффициент расхода и характеристический коэффициент.
В результате прохождения через рабочее колесо поток в абсолютном движении меняет направление, а в турбине движется как бы по спирали. Окружная скорость на среднем диаметре в приводных газовых турбинах составляет 250-350 м/с, а в сильно нагруженных ступенях может достигать на периферии 400-450 м/с. Она ограничена прочностью ступени. дует различать геометрические углы и поточные. Разницу между ними называют углом атаки. Угол атаки может быть как положительным, так и отрицательным.
Коэффициент расхода определяют отдельно для соплового и рабочего венцов, но часто используют и средний для ступени, который составляет 0,5-0,9, плавно возрастая от первой кпоследней ступени в отсеке. Он связан с удельной работой ступени, влияет на высоты лопаток, на потери в патрубке за последней ступенью отсека.
Характеристический коэффициент определяет направление выхода потока за рабочимколесом и достижимую работу в ступени. При отклонении характеристически коэффициента от оптимального значения затруднено использование выходной скорости в следующей ступени, а в последней ступени возрастают потери с выходной скоростью. Из оптмального значения характеристического коэффициента следует, что теплоперепад, который можно эффективно сработать в одной ступени, зависит от окружной скорости.
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислить важнейшие геометрические характеристики ступени
2. Что является важной геометрической характеристикой лопаточной решетки?
3. При каком условии лопатка рабочего колеса считается правой, левой?
4. Что относят к термодинамическим параметрам ступени?
5. Что относят к газодинамическим параметрам осевой турбинной ступени?
6. Что определяет характеристический коэффициент?
