ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Изоэнтропийный поток в соплах из "Тепловые расчеты паровой турбины при переменных режимах " При выводе этого уравнения необходимо отметить, что представляет выражение для выходной скорости при условии, что процесс изоэнтропийный и что средой является идеальный газ или перегретый пар. [c.18] Значение г, при котором достигается максимум, найдем, если, взяв производную из вышенаписанного выражения, приравняем его нулю и из него определим значение для г. [c.18] Это значение известно как отношение критического давления к начальному и обозначается г р. [c.18] Отметим, что критическое давление и критическая скорость одновременно достигаются при изоэнтропийном расширении потока. Значение Гкр может быть получено из уравнения (31), если известно значение к — отношение теплоемкостей рассматриваемого пара или газа. Среднее значение г р для сухого насьщенного пара равно 0,577, а для перегретого пара — 0,546. [c.18] Таким образом, скорость пара является критической, когда достигнуто критическое давление. [c.19] В результате расход пара как для перегретого, так и для насыщенного его состояния может быть определен по формуле, установленной Бендема-ном. [c.20] Приведенные формулы показывают, что критические параметры процесса расширения зависят от начальных параметров и от показателя изоэнтропы к. [c.20] Для определения расхода пара через суживающееся сопло с выходной площадью поперечного сечения F при давлении за соплом выше критического можно воспользоваться формулой (30) для расхода пара. Кривая полученных расходов 1 — а (фиг. 5) подтверждается экспериментальным путем. При отношении давлений ниже критического расход пара сохраняется постоянным и равным критическому расходу. [c.20] Для объяснения действительного расхождения в расходах пара, подсчитанных по уравнению (30), рассмотрим установившийся двухразмерный изоэнтропийный концентрический поток, как показано на фиг. 6. Рассмотрим поток пара, протекающий между параллельными чертежу плоскостями. Радиусы концентрических линий обтекания обозначим г, а тангенциальную составляющую скорости к обтекаемым линиям — с . [c.20] Таким образом, тангенциальная скорость изменяется обратно пропорционально радиусу г. Из уравнения (40 в) следует, что при приближении г к нулю, как к пределу, будет приближаться к бесконечности. Такое условие, очевидно, является физически невозможным. Должна быть осуществлена одна из двух возможностей либо поток должен рассматриваться в области, окружающей периферию цилиндра так, что среда в точке г = 0 будет воображаемой, либо уравнение (40 в) не должно отражать истинного соотношения при г = 0. Последнее объясняется вязкостными влияниями, которые не были рассмотрены при выводе уравнения (40 в) и которые резко выражены при г О, в результате чего среда ведет себя подобно вращающемуся твердому телу с тангенциальной скоростью Сц = wr. [c.21] В этом случае при г = О необходимым условием, осуществляемым в поточном поле, является наличие центрального ядра, вращающегося подобно твердому телу, внешняя поверхность которого есть переходная область. Вне переходной области имеется еще другая область, где влиянием вязкости можно пренебречь и применить уравнение (40в). Поток в этой последней области известен как свободный от вихрей поток, Б то время как поток с центральным ядром относится к связанному силами вязкости вихревому потоку. [c.21] Изменения статического давления и скорости показаны непосредственно на фиг. 7. [c.22] Формула Бендемана (41) для практических расчетов дает вполне удовлетворительные по точности результаты. [c.22] Предположим, имеется турбина, снабженная только одной регулирующей ступенью, к которой пар подводится путем последовательного открытия регулирующих клапанов количественного регулирования. Начальное давление перед регулирующими клапанами обозначим через Рц. Допустим, что на выхлопе из турбины установлена задвижка, с помощью которой можно регулировать давление в камере ступени. Примем некоторый переменный расход пара G Kaj4, для пропуска которого потребуется полное открытие п клапанов и частичное открытие п + 1 клапана. При пропуске рабочей среды в количестве G Kejn в камере ступени установится задвижкой давление р. . [c.22] В связи с дросселирующим действием неполностью открытого клапана перед соплами этого клапана установится давление р кг1см — меньшее, чем давление перед соплами полностью открытых клапанов (ро кг/ см ). Падением давления перед соплами полностью открытых клапанов в связи с повышенными расходами пара в данном случае пренебрегаем. При последующем открытии выхлопной задвижки давление в камере регулирующей ступени будет падать. При полном ее открытии, допустим в вакуумную камеру (конденсатор), давление Рз может быть доведено до очень малой величины по сравнению с ро и Рд. [c.22] Таким образом, критические расходы пара прямо пропорциональны давлениям перед соплами. [c.23] Эта формула является точной в данном случае, когда энтальпия пара является величиной постоянной. [c.23] Если давление перед клапанами поддерживать постоянным, а давление в камере регулирующей ступени изменять путем прикрытия задвижки, то закон изменения расхода пара изобразится линией 1ак (фиг. 5). [c.24] Вернуться к основной статье