ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Внутренний относительный КПД ступени Дополнительные потери из "Турбины тепловых и атомных электрических станций Издание 2 " Протечки, направленные от периферии к центру диска, наоборот, уменьшают придисковый градиент скоростей, так как окружные составляющие скорости в средней части камеры в абсолютном движении увеличиваются. При этом напряжения трения на поверхности диска и соответственно мощность трения ступени уменьшаются. [c.90] Мощность трения диска при вращении можно оценить следующим образом. Как известно из гидрогазодинамики, для турбулентного режима течения напряжения трения на поверхностях диска пропорциональны квадрату скорости потока и плотности пара (газа) в камере, где вращается диск, т.е. [c.90] Коэффициент в этой формуле зависит от режима течения в камере, т.е. от числа Ке = г/ V, шероховатости поверхности диска, осевого расстояния между диском и неподвижной стенкой камеры (влияния меридиональных токов в камере), наличия разгрузочных отверстий в диске и т.п. Здесь и заменены на и для удобств расчета и из-за небольшой разницы значений этих величин. [c.90] Потери, связанные с парциальным подводом пара. В 2.7 введено понятие степени парциально-сти сопловой решетки. Парциальный подвод пара в ступени применяется в случаях, когда объемный расход пара невелик, т.е. в турбинах небольшой мощности. В ступенях с парциальным подводом пар на рабочие лопатки поступает не по всей окружности, а только по некоторой ее части е. При этом на части дуги окружности 1 —ев каналах рабочих лопаток отсутствует активный поток пара, эти каналы заполняются застойным паром из камеры, в которой вращается диск. Вследствие вращения пар, заполняющий эти каналы, под воздействием центробежных сил перемещается от корня рабочих лопаток к их периферии при этом возможно движение пара с одной стороны лопаток на другую, как показано на рис. 3.14. Работа, связанная с перемещением пара в каналах неактивной части дуги рабочих лопаток, отводится от диска. Следовательно, полезная энергия ступени уменьшается на потери энергии, связанные с перемещением (вентиляцией) пара в этих каналах. [c.91] Для ступеней без защитного кожуха коэффициент к увеличивается при возрастании относительной высоты лопаток /2 /На коэффициент к оказывают влияние также отношение 5//2, относительная ширина рабочих лопаток 2 2 Р1 и Р2. степень парцнальности е. [c.92] Здесь /1 берется в сантиметрах значение коэффициента перед корнем зависит от степени парциаль-ности малые значения соответствуют малой степени парцнальности. [c.94] Для регулирующих ступеней из-за перегородок между сопловыми группами максимальное значение степени парцнальности е акс = 0,8. .. 0,9 в зависимости от конструкции сопловых сегментов. Для промежуточных ступеней, если оптимальная степень парцнальности 1,0, принимают е = 1,0. Кроме того, при 0,7 также часто принимают е = 1,0, чтобы исключить большие динамические паровые усилия на рабочие лопатки, которые возникают в парциальных ступенях. [c.94] Потери от утечек. Лабиринтовые уплотнения. Потери от утечек рабочего тела (пара или газа) связаны с протечками через зазоры помимо сопловых или рабочих лопаток. Эти протечки не совершают полезной работы в ступени, поэтому энергия пара или газа протечки является потерянной для ступени. Потери от утечек имеют место как в ступени, так и в турбине в целом. [c.94] Протечки в ступени — это потоки через зазоры между диафрагмой и валом (рис. 3.20) Су, между бандажом рабочих лопаток и статором (диафрагмой или корпусом) между диафрагмой и диском у корня рабочих лопаток, а также через разгрузочные отверстия. [c.94] Протечки также могут возникать из-за недостатков конструкции в различных стыках между деталями, например в разъеме половин диафрагм, по посадочным поверхностям диафрагмы, а также обойм диафрагм и уплотнений в корпусе. [c.94] Для уменьшения протечек через зазоры между статором и ротором турбины применяются лабиринтовые уплотнения, представляющие собой последовательный ряд сужений д потока протечки. Используют лабиринтовые уплотнения ступенчатого или прямоточного типа (рис. 3.21). Здесь сужения (щели) образованы гребнями, расположенными на статоре, и поверхностью ротора. В ступенчатом уплотнении щели располагаются на выступе и впадине ротора, в прямоточном уплотнении гладкий ротор не имеет выступов и впадин. Для исключения возможности местного разогрева ротора и его искривления при задеваниях в лабиринтовом уплотнении часто гребни располагаются на роторе, выступы и впадины — на статорных деталях. [c.94] Рассмотрим процесс течения пара в лабиринтовом уплотнении. В щели поток ускоряется до сравнительно большой скорости Сщ, в камере за щелью уплотнения ступенчатого типа он тормозится практически до нулевой скорости. Торможение в камере идет без восстановления механической энергии, изобарически, с полной диссипацией кинетической энергии потока, которая расходуется на нагрев пара в камере. Давление в камере устанавливается ниже давления перед щелью. В следующих щелях и камерах процессы повторяются. Таким образом, давление от камеры к камере по потоку уменьшается, а энтальпия пара во всех камерах остается неизменной, так как теплота от пара в уплотнении не отводится. [c.95] Для уплотнения с постоянным диаметром и зазором 5у площади всех щелей одинаковы Fy = = п dyby, расход пара также не изменяется от щели к щели Gy — onst), а удельные объемы пара о, как следует из h, s-диаграммы, увеличиваются. Поэтому скорости Сщ в щелях вдоль уплотнения возрастают, наибольшая скорость достигается в последней щели. [c.95] Таким образом, состояние пара в камерах уплотнения характеризуется точками о , о , 1, которые располагаются на линии / q = onst, соответствующей процессу дросселирования. Состояние пара в сужениях (щелях) уплотнения характеризуется точками а, а , расположенными на линии аб, которая соответствует процессу течения пара с трением в трубе постоянного сечения и называется линией Фанно. [c.95] Так как процесс течения в уплотнении по состоянию пара в камерах уплотнения аналогичен процессу дросселирования, температура пара вдоль уплотнения изменяется незначительно. Поэтому в переднем концевом уплотнении турбины температура за первым отсеком уплотнения близка к температуре пара за первой ступенью турбины. [c.95] Зависимость расхода пара через уплотнение от отношения давления за уплотнением к давлению перед ним Р] /ро можно получить, используя закономерности истечения из отверстия с острой кромкой, которые описываются уравнениями, аналогичными уравнениям для суживающихся сопл. [c.96] Как указывалось, в уплотнении, состоящем из нескольких щелей, наибольшая скорость потока достигается в последней щели. Очевидно, что при фиксированном начальном давлении рд расход пара Су будет максимальным, когда в последней щели уплотнения достигается критическая скорость. [c.96] Приведенные формулы и описание процессов течения в уплотнениях относятся как к уплотнениям в ступени, так и к концевым уплотнениям цилиндров турбины. [c.97] С утечкой пара энергию СуЕ ц разделить на располагаемую энергию ступени СЕ , т.е. [c.98] Вторая составляющая потерь от утечек в ступени связана с протечками через зазоры по бандажу рабочих лопаток. Пар этой протечки, как и диафраг-менной, не совершает полезной работы в ступени. В ступенях без бандажа протечка поверх рабочих лопаток сопровождается дополнительными перетеканиями между соседними каналами рабочих лопаток. Эти перетекания вызывают дополнительные потери энергии в рабочих лопатках. [c.98] Вернуться к основной статье