ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Другие физические свойства рабочих агентов турбоагрегатов из "Проектирование проточных частей судовых турбин " Все указанные данные приведены в монографии И. И. Кириллова [13]. Некоторые из паров и газов, применявшиеся в качестве рабочих агентов паровых и газовых турбоагрегатов раньше, продолжают применяться в настоящее время и, по всей вероятности, будут применяться и в будущем. [c.40] Излагая теорию паровых и газовых турбин, необходимо более подробно осветить вопрос о влиянии физических свойств рабочего агента на работу турбоагрегата, на его конструктивные формы, к. п. д. и весо-габаритные показатели. [c.40] Представим себе одноразмерный газовый поток, движущийся со скоростью с. Предположим, что поток расширяющийся, подверженный внешним воздействиям окружающей среды. Рассмотрим три таких воздействия, имеющих наибольшее значение в теории турбин. [c.40] Эта зависимость определяет геометрическую форму проточной части канала и может быть задана по желанию конструктора. [c.41] В дальнейшем будут применяться методы расчетов, относящиеся к обратимым процессам. Воздействие трения по самому своему существу необратимо и, если желательно считать его эквивалентным другим указанным выше внешним воздействиям, то надо принять некоторые условные предположения. Надо допустить, что количество тепла Q,. сообщается рабочему агенту как бы извне и обратимым образом. Если имеется еще и другой теплообмен потока с окружающей средой, тоже обратимый, характеризуемый количеством тепла Q , то в силу сделанного допущения поток будет находиться под воздействием суммарного количества тепла, поступающего извне, равного сумме и Q . [c.41] Перечисленные факторы могут воздействовать на поток изолированно (если понимать под таким воздействием наличие данного фактора при отсутствии остальных), или же совместно (когда воздействуют какие-либо два или все три фактора одновременно). Такое совместное воздействие называется комбинированным. В условиях работы турбины всегда приходится иметь дело с комбинированными воздействиями, однако полезно рассмотреть и изолированные воздействия. [c.41] Для определения влияния внешних воздействий на расширяющийся поток используем основные уравнения термодинамики потока применительно к течению с постоянным секундным массовым расходом рабочего агента через любое поперечное сечение потока. Эти уравнения возьмем из термодинамики без их вывода. [c.41] Прежде всего надлежит учесть физические свойства рабочего агента. Для этой цели можно воспользоваться уравнением состояния (8) для идеального газа и (26) для реального рабочего агента. [c.41] Здесь все выражения имеют размерность удельной энергии в кдж1кг в системе единиц СИ, причем энергия отнесена к единице массы. [c.42] Параметры потока, входящие в правые части уравнений (33) и (34), учитывают, вообще говоря, все внешние воздействия на поток. Это будут параметры потока с учетом их изменяемости под влиянием внешних воздействий, т. е. действительные параметры текущего рабочего агента, которые можно получить в потоке путем соответствующих замеров. Однако в уравнениях (33) и (34) внешние воздействия явно не фигурируют, так как мы отнесли движение потока к движущейся с ним координатной системе. [c.42] В этом уравнении пропало явное выражение воздействия трения. Это случилось в результате замены dQ суммой dQ, + dQ . Так как в правую часть уравнения (35) входит работа трения dL , то последняя, будучи равна теплоте трения dL = dQ ), сокращается с величиной dQ в левой части, и обе указанные величины из энергетического баланса выпадают. Это вовсе не значит, что они уравнением (35) не учитываются. Из-за воздействия трения параметры потока будут иными, и именно они фигурируют в уравнении (35). [c.42] Введенное здесь обозначение Гц представляет так называемую температуру торможения. Это фиктивная температура движущегося газа, у которого кинетическая энергия перешла полностью в свой тепловой эквивалент и нагрела добавочно газ. При этом в формуле (38) надо положить с = О, т. е. затормозить газовый поток. [c.43] Здесь интегрирование первого члена левой части возможно при заданной зависимости р от р, что дается известными закономерностями процесса расширения. Если процесс изоэнтропный, то = пост., если же политропный, то pQ- = пост. [c.44] Таким образом будут известны все параметры торможения, выраженные через текущие параметры потока. [c.45] Газовый поток лучше всего характеризуется значением скорости с. Однако удобнее принимать в качестве характеристики безразмерное значение скорости, представляющее отношение скорости с к одной из характерных скоростей потока, которые имеют размерности скорости, но выражаются через параметры потока. Таким образом, безразмерная скоростная характеристика включает не только значение скорости в данной точке потока, но и параметры последнего в этой точке. Это свойство безразмерных скоростных характеристик в сущности определяет практическую ценность их введения. Они характеризуют не только кинематику потока, но и его динамику, отражая энергетические трансформации в потоке в процессе его движения. [c.45] Из числа характерных скоростей в движущемся потоке надлежит прежде всего остановиться на скорости звука. Это та скорость, с которой распространяются в потоке звуковые колебания при параметрах, имеющих место в той или иной взятой нами точке потока. [c.45] Уравнения (54), (55) и (56) представляют собой не что иное, как уравнения сплошности (неразрывности) среды текущего потока. В расширяющемся потоке происходит непрерывное падение давления р и увеличение удельного объема и кроме того, если поток тепло- и энергоизолирован от окружающей среды, то имеет место непрерывный рост скорости с движения (освобождающаяся при расширении потенциальная энергия потока непрерывно переходит в его кинетическую энергию). [c.46] По формуле (62) число М определяет местное значение отношения кинетической энергии в потоке к его потенциальной энергии. В этом и заключается энергетическое значение скоростной характеристики, о котором было упомянуто выше. [c.48] Это уравнение дает влияние воздействий на число М. Если они заданы, то можно определить число М и затем по уравнениям, определяющим параметры потока, найти сами параметры. Однако проинтегрировать уравнение (69) можно только в том случае, если известны связи внешних воздействий с параметрами потока. Если же эти связи неизвестны или их вообще не существует (воздействия произвольны), то пропадает определенность в решении вопроса о количественных значениях параметров потока, и уравнение (69) становится пригодным только для решения качественных зависимостей. [c.49] Форма прямоосного канала. [c.50] Вернуться к основной статье