2015-10-14
1014
Для увеличения КПД гидротурбины протечки воды в обход рабочего колеса (рисунок 3.3) должны быть сведены к минимуму.
Рисунок 3.3. Объемные протечки в РО турбине и ПЛ турбине.
В радиально-осевых гидротурбинах этого достигают при помощи установки специальных уплотнений на верхнем и нижнем ободах рабочего колеса. Для средне- и высоконапорных гидротурбин конструкции уплотнений сложнее, а их размеры больше. По мере усложнения уплотнений возрастают их гидравлические сопротивления и уменьшается коэффициент расхода μ (рисунок 3.4).
Рисунок 3.4. Типы уплотнений рабочих колес РО турбин,
а – щелевые уплотнения, б – лабиринтные уплотнения.
В поворотно-лопастных турбинах протечки воды имеют место через зазоры между лопастями и втулкой рабочего колеса, а также между лопастями и камерой рабочего колеса. Для обеспечения минимальных зазоров при различных углах установки лопастей втулка и камера рабочего колеса выполняются сферической (или полусферической) формы. Величины суммарных зазоров между лопастями и камерой рабочего колеса рекомендуются в пределах Δ = (0,0005 ÷ 0,001)D1.
|
|
|
В высоконапорных радиально-осевых гидротурбинах, где влияние объемных потерь на полный КПД еще больше, зазор между вращающимися и неподвижными элементами уплотнений должен быть минимально возможным (1 ÷ 1,5 мм). В связи с этим к технологии изготовления и сборке турбины, а также к конструкции ее направляющего подшипника предъявляются повышенные требования.
Величина объемного КПД определяется при помощи выражения:
η0 = (Q – q) / Q = 1 - q/Q = 1 – ξ0
где ξ 0 — относительные объемные потери. В зависимости от конструкции уплотнения ξ 0 принимается от 0,01 до 0,03, тогда объемный КПД η0 = 0,99 ÷ 0,97. В процессе эксплуатации турбины уплотнения рабочего колеса изнашиваются и величина протечек увеличивается/
Протечки через лабиринтное уплотнение радиально-осевой гидротурбины (рис. 49) определяются при помощи выражения:
q = μn ∙ Fn ∙ 
где μn — коэффициент расхода отдельных участков уплотнения; Fn — площади их поперечных сечений; Δhn — напоры, срабатываемые на соответствующих участках уплотнения. Трудность расчета заключается в определении величины коэффициента расхода μ уплотнения вращающегося рабочего колеса.
Относительная величина объемных потерь зависит от быстроходности рабочего колеса. Объемный КПД тихоходной турбины меньше, чем быстроходной. У тихоходных гидротурбин в зависимости от режима работы объемные потери могут составлять довольно большую величину ξ 0 = 1,5 ÷ 3,5%.
