ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Характер движения конденсата в проточной части паровой турбины из "Эрозия лопаток в паровых турбинах " Рассмотрим характер движения конденсата в проточной части паровой турбины. После того как конденсация naipa произошла, капли конденсата под действием сил ину)ции сосредоточиваются на поверхности деталей, образующих проточную часть турбины. При движении влажного пара в области соплового аппарата большая часть конденсата собирается на вогнутой поверхности сопловых лопаток (рис. 3). [c.8] При тех же Л. il9] испытаниях пакета сопловых лопаток на влажном паре на околокритичеоких режимах было зафиксировано появление скачков конденсации вблизи выхода из решетки. [c.9] В осевом зазоре между сопловым аппаратом и рабочим колесом происходит разгон вторичных капель, образовавшихся при дроблении пленки конденсата, сошедшей с лопаток рабочего колеса, и отбрасывание их на периферийную поверхность за счет окружной составляющей скорости, которая сообщена потоку в сопловом аппарате. Вопрос о движении капель в осевом зазоре подробнее рассматривается в следующем параграфе. [c.9] попавшие на поверхность рабочего колеса, двигаются по направлению к корпусу по наружной поверхности лопаток за счет вращения колеса в соответствии со схемой рис. 6. О характере движения конденсата можно судить по следам, которые иногда отчетливо видны на вогнутой поверхности лопаток рабочего колеса Л. 3, 20 и 21]. [c.9] Изменение относительной толщины бинарного слоя для профиля ТН2 в зависимости от числа М, и начальной влажности пара. [c.9] Струйки конденсата сходят с задних кромок лопаток соплового аппарата с малой скоростью относительно пара. В осевом зазоре между сопловым аппаратом и рабочим колесом струйки разбрызгиваются 1на мелкие капли, которые увлекаются и ускоряются потоком пара. Интенсивность эрозионных раарушений рабочих лояаток в значительной степени зависит от размеров и скорости капель, ударяющих по лопаткам. Рассмотрим, какими факторами определяются эти величины. [c.13] Рп — плотность пара р = Уж/ —плотность жидкости г —радиус капли jj. — вязкость жидкости а — поверхностное натяжение. [c.13] Для маловязких жидкостей (например, для воды) основную роль играет число Вебера W. Распад капель происходит в том случае, если число Вебера больше критического значения W Wkp. Зная критическое число Вебера, можно найти наибольший диаметр капель после распыления. [c.13] Различные авторы, исходя из результатов теоретических и экспериментальных исследований, предлагают различные численные значения для критического числа Вебера. Например, Прандтль [Л. 25], считая каплю шаром и сравнивая силу аэродинамического со)противлення, возникающую при движении капли в потоке, с внутренним давлением в капле, обусловленным силами поверхностного натяжения, на основании результатов опытов находит, что Wkp=3,76. По Волынскому [Л. 24] и Лышевскому (Л. 28] Wkp=6—7, по данным Бухмана Л. 31] Wkp=1,3—1,8. [c.13] Сх — коэффициент сопротивления, зависящий от числа Re и формы капли. [c.14] При расчете скорости ка.пель в осевом зазоре между сопловым аппаратом и рабочим колесом обычно предполагают, что разгон капли потоком пара начинается с нулевой относительной скорости в сечении, соответствующем задним кромкам соплового аппарата. [c.15] Пр01ведвнные расчеты показывают, что наиболее интенсивное увеличение скорости происходит на начальном участке разгона. Затем нарастание скорости замедляется. Однако с увеличением пути разгона s (осевого зазора) скорость капли непрерывно увеличивается. Скорость капли при фиксированной величине осевого зазора будет тем больше, чем больше скорость и плотность пара в зазоре. Мелкие капли легче и быстрее разгоняются потоком пара, чем более крупные. Качественно эти зависимости иллюстрируются рис. 12, заимствованным из [Л. 1]. Как станет ясно из дальнейшего рассмотрения, указанные особенности движения капель в осевом зазоре могут оказаться весьма существенными для интенсивности эрозионного разрушения рабочих лопаток. [c.15] Как уже было упомянуто выше, в осевом зазоре между сопловым аппаратом и рабочим колесом происходит сепарация капель влаги на внутреннюю поверхность корпуса турбины. Рассмотрим это явление, исходя из упрощенного представления о движении капли в осевом зазоре. [c.16] Наиболее подвержены эрозии передние кромки лопаток рабочих колес последних ступеней конденсационных турбин. Типичные картины эрозии показаны на рис. 14, заимствованном из [Л. 22]. [c.17] Из сказанного выше ясно, что при увеличении отношения uj a) условия ДЛЯ возникновения эрозии становятся более благоприятными. Все рассмотренные параметры ц, Рь Сп и и/сп, как правило, у активных турбин бывают более благоприятны, чем у реактивных. Поэтому во многих работах Л. 2, 3, 12, 21, 39, 40, 122 и др.] указывается, что активные ступени менее подвержены эрозии, чем реактивные. [c.19] 39] подмечено еще одно преимущество активных турбин перед реактивными в отношении эрозии. Рассматривая изменение направления относительной скорости капель при изменении окружной скорости и, автор показывает, что в реактивных ступенях угол этого изменения будет меньше, чем в активных (в рассмотренных примерах 2 и 10° соответственно). Следовательно, удары капель в реактивных ступенях будут распределяться на меньшую площадь, чем в активных, т. е. удельное воздействие воды на 1 смР- поверхности лопатки в реактивных ступенях будет больше, чем в активных. [c.19] Наиболее сильное эрозионное воздействие производят крупные капли конденсата, так как они труднее разгоняются потоком пара, т. е. абсолютная скорость их Сук меньше, а относительная скорость w- и ее нормальная составляющая больше, чем у мелких капель. Следовательно, сила удара отдельной капли при увеличении ее размера будет расти быстрее, чем масса капли. [c.19] Д/ —время действия силы, которое определяется в предположении, что путь перемещения центра тяжести капли за время удара равен первоначальному радиусу капли dji). [c.22] Срок службы лопаток в зависимости от напряжения, найденного по формуле (И), для обычных никелевых и нержавеющих сталей по Л. И. Дехтяреву определяется табл. 1. [c.23] Вернуться к основной статье