Подобие турбин

Нам представляется, что в практике тепловых расчетов ступеней наилучшим является метод последовательного наложения учитываемых потерь на располагаемую энергию ступени. Именно последовательного наложения, но никоим образом не обобщающего суммирования, особенно, если такое суммирование производится автоматически в сложной экспериментальной модели, являющейся как бы полным подобием турбинной ступени, выдающей сразу сумму различных потерь без возможности дифференцированного изучения каждой из них. [c.25]

Подобие турбин и их режимов [c.32]

ПОДОБИЕ ТУРБИН И ИХ РЕЖИМОВ [c.32]

Из рассмотрения подобия турбин и подобия режимов их работы (гл. 4) следует, что если турбина определенного типа и некоторого размера испытана при некотором напоре в разнообразных режимах, то пересчетом может быть определена работа в таких же режимах "ГОЙ же турбины или подобной ей любого размера при любом напоре. Таким образом, расчет, разработка и исполнение одной (модельной) оказавшейся при испытании хорошей турбины некоторого типа предрешает возможность применения подобных, имеющих те же достоинства турбин разнообразного размера при разнообразных мощностях и напорах. [c.166]

С помощью критериев т и ы/сад, исключая средний диаметр Dop, можно получить комплекс, который также будет критерием кинематического подобия турбин [c.99]

Так же, как в насосах, равенство является необходимым и достаточным признаком геометрического подобия турбин. По коэффициенту гидротурбины подразделяют на ковшовые (п = = 4...50), радиально-осевые (л =40...400) и осевые (л =400... 1100). [c.165]

Вопрос о рациональных размерах авиационных двигателей, гидравлических турбин и многих других машин должен быть всесторонне проанализирован и изучен. В этом анализе соображения подобия также имеют важнейшее значение. [c.87]

Наука о теплообмене является сравнительно молодой. Еще в начале текущего столетия вопросам теплообмена уделялось сравнительно небольшое внимание и вся практика теплотехнических расчетов основывалась на небольшом числе эмпирических данных. Значительное развитие теплотехники, характеризуемое появлением мощных котельных агрегатов, паровых и газовых турбин, вызвало необходимость в точном выполнении тепловых расчетов и обобщении разрозненных эмпирических данных о теплообмене. Одновременно большие успехи в области физики, в частности гидромеханики, позволили с достаточной полнотой выявить физическую сущность процессов теплообмена, а применение теории подобия позволило дать научную основу для разнообразных экспериментальных работ. Все это привело к тому, что теория теплообмена в настоящее время входит на равных правах с термодинамикой в физические основы теплотехники. [c.269]

Скоростная характеристика турбины. Как было показано в гл. 4, экономичность ступени зависит oi ее скоростной характеристики V == и с. Эта величина является критерием кинематического подобия и соответствует числу Струхаля применительно к турбомашинам. [c.149]

Рассчитав по приведенным уравнениям ряд режимов работы турбины, можно построить график, связывающий расход рабочего тела, его параметры, КПД турбины и частоту ее вращения. Такой график называют характеристикой турбины. Для придания ему универсальности используют критерии подобия [18]. [c.321]

При моделировании работы таких конструкций, в частности лопаток газовых турбин, ввиду сложности механических и физикохимических процессов трудно использовать рекомендации теории подобия и теории размерностей, поскольку при этом приходится сталкиваться с противоречивыми требованиями. В предыдущей главе отмечалось, что в этом случае следует стремиться к тождественности тензоров напряжений и тензоров деформаций в сходственных зонах геометрически подобных тел. Наиболее надежные результаты можно было бы получить при соблюдении тождественности граничных условий теплообмена и механического нагружения на моделях, изготовленных из реального материала тех же размеров, что и натурная деталь, например лопатка. Другими словами, наиболее надежные данные о несущей способности и долговечности таких деталей, как лопатки газовых турбин, можно получить, если испытывать реальные лопатки в условиях, воспроизводящих реальные спектры силовых и тепловых нагрузок в подвижных средах, имеющих тождественные термодинамические параметры и одинаковый химический состав. Однако это не всегда осуществимо, поскольку для такого моделирования требуются капитальные затраты. [c.187]

Важно отметить, что коэффициент быстроходности является необходимым, но не достаточным условием подобия, т. е. все геометрически подобные машины имеют одинаковый коэффициент быстроходности, но такую же величину могут иметь и турбины совершенно иного класса. Таким образом, назначенная исходя из заданных параметров величина принципиально не может определить не только геометрических соотношений в турбинной ступени, но даже типа ступени. Это может быть как осевая, так и радиально-осевая конструкция. [c.18]

Данные модельных и натурных исследований входных устройств и отсеков ЦНД дают часто противоречивые оценки показателей их экономичности. Полученные отдельные положительные результаты недостаточно достоверно отражают истинную картину, поскольку в большинстве получены на однопоточных стендах с развитыми цилиндрическими входными участками с отклонениями от точного геометрического подобия моделируемых проточных частей ЦНД. Оценка экономических показателей входных отсеков ЦНД на натурных турбинах возможна лишь по данным тра- [c.92]

Полная система критериев подобия, определяющих строгое подобие режимов работы турбинной ступени, может быть записана так [49] [c.107]

Методы, позволяющие пересчитывать характеристики турбины с одного рабочего тела на другое [22, 49, 50, 63] сильно отличаются исходными предпосылками. Метод, изложенный в работе [63], основывается на приближенном соблюдении кинематического подобия. Работа [50] знакомит с методом, предполагающим существование степенной зависимости между определяющими и определяемыми критериями подобия, что позволяет использовать так называемый метод обобщения критериев для исключения k из числа определяющих критериев подобия. Однако вследствие сложности рассматриваемых явлений и большого количества ограничений и допущений, которые приходится вводить при теоретических исследованиях, наибольшую достоверность имеет только эксперимент. [c.108]

Экспериментальный коэффициент Со должен зависеть главным образом от критериев подобия — чисел М, Re, Uj/ q. При малых расходах рабочего тела величина М на всех режимах не превышает значения 0,1. В результате интенсивных срывных явлений, происходящих в проточной части на этих режимах, влияние вязкости несущественно. Поэтому коэффициент Са в формуле (4.10) является функцией числа j/ q, но сохраняется одинаковым для различных Яо и геометрических размеров. Априори можно предположить, что характер срывных явлений зависит от близости режима к точке перехода турбины на работу ее как компрессора. Поэтому представляется рациональным вести обработку экспериментальных данных в виде зависимости С% = f ( с), где = = (Mi/ o)/(ui/ o)np . [c.186]

В настоящее время у нас и за границей широко применяется теория подобия при моделировании как отдельных процессов, происходящих в энергетических машинах, так и машин в целом. Например, в работе [13] гл. II посвящена моделированию лопаточных машин. Не касаясь вопроса моделирования в целом, посмотрим, в какой степени можно рассчитывать на подобие модели и натуры при воздушных продувках решеток турбинных профилей. [c.194]

В первых главах изучаются термодинамические свойства влажного пара, основные уравнения его движения, траектории капель в каналах и в рабочем колесе, а также образование и рост капель в двухфазной среде. Рассматриваются критерии подобия двухфазных потоков и методы экспериментального исследования турбин, [c.2]

Из всего сказанного следует, что при моделировании турбинных ступеней далеко не всегда возможно соблюдение подобия фазовых превращений. Поэтому особое значение приобретает кинетическая теория конденсации перенасыщенного пара. Становится чрезвычайно важным опытное подтверждение основных положений этой теории в таких условиях, при которых достаточно точна постановка эксперимента. Такая проверка открывает возможность распространить выдвинутые гипотезы на области, мало доступные для эксперимента. [c.151]

На различных участках ЦВД более горячим может быть ротор или статор, что в значительной мере зависит от конструктивной схемы цилиндра (петлевая, прямоточная и др.). Исследования Л. П. Сафонова в ЦКТИ показали, что в ЦВД при одинаковой конструктивной схеме хорошо соблюдаются условия теплового подобия, и, следовательно,— приблизительно одинаковое относительное осевое расширение корпуса и ротора. Благодаря этому можно уверенно создавать конструкции более мощных турбин, используя накопленный опыт. [c.39]

При проектировании полупромышленной установки ставилось целью достичь наибольшего подобия конструкций основных элементов оборудования конструкциям ртутных парогенератора, турбины и прочего оборудования, принятым в проекте ртутно-водяной бинарной установки 10 000 кет для этой же электростанции. [c.147]

Понятно, что геометрическое подобие предполагается только для гидравлических элементов гидромашины, т. е. только для профиля круга циркуляции, лопаток и каналов насоса и турбины, но не для прочих деталей, которые не соприкасаются с циркулирующей жидкостью. [c.47]

Гидромуфты относятся к разряду машин, именуемых лопастными. К таким машинам принадлежат, например, центробежные насосы, гидравлические турбины, турбовоздуходувки и т. п. Они имеЮт общие зависимости с характерным изменением передаваемых или поглощаемых моментов и мощностей относительно чисел оборотов и диаметра. Основные положения закона подобия подтверждены многолетней практикой строительства этих машин, что позволило дать практические рекомендации по вопросам моделирования и расчета. [c.45]

Гидравлический расчет такой муфты целесообразнее всего проводить по формулам подобия. При этом число лопаток насоса выбирают для данного диаметра по кривой фиг. 11, а число лопаток турбины пересчитывают с прототипа пропорционально отношению диаметров прототипа и проектируемой муфты [c.210]

Из условия минимального угла поворота лопаток и наибольшего изменения диаметра ротора турбины при повороте лопаток построением находят радиус расположения цапф лопаток 4 = 205 мм (см. фиг. 147). Число лопаток турбины выбирают по приведенной выше формуле, пересчитывая по подобию с прототипа, для которого 5 2 = 11. в нашем случае 1>2 = 480 мм, 22=12. При этих параметрах передаточное отношение между зубчатым колесом на лопатке и центральным колесом i = 6. [c.211]

Это условие подобия называется правилом Струхаля, а безразмерная величина Sh — числом Струхаля. Для периодических движений (для колеблющейся струны, вращающегося винта, ступени турбины и т. п.) за характерный промежуток времени т принимается период явления, например для турбинной ступени — время одного оборота. В качестве характерного размера в турбинных ступенях и воздушных винтах принимается диаметр. [c.61]

Координаты Qj —приведенный расход ил, —приведенные обороты по условиям подобия связаны с реальным расходом через турбину Q л сек) и реальными оборотами п (в мин), [c.149]

Обычно в каждом частном случае значимость различных сил неодинакова и силы одного рода превалируют над силами другого рода тогда ограничиваются применением критерия подобия, соответствующего превалирующей силе. Так, при движении жидкости в - рубах под напором силы тяжести не играют сколько-нибудь значительной роли то же справедливо и для насосов, вентиляторов, турбин, водомеров--короче, для всех случаев, когда свободная поверхцрсть жидкости не bxojht в рассмотрение. В этих случаях можно при моделировании пренебречь равенством чисел Фруда и все расчеты модели проводить по числу Рейнольдса, которое и определяет характер потока жидкости. [c.316]

Обобщение результатов опытного исследования 18 неподвижных турбинных решеток, выполненное В. И. Локаем для среднего коэффициента теплоотдачи, позволило получить следующее уравнение подобия [c.386]

Крупнейшие русские ученые И. Е. Жуковский и С. А. Чаплыгин разработали теоретические основы обтекания потоком крыла, послужившие базой для проектирования лопастей рабочих колес и направляющих аппаратов лопастных машин, что позволило советским инженерам сконструировать ряд турбин и насосов совершеннейших конструкций. Исключительно ценными являются таюче работы профессора И. И. Куколевского, который первым применил законы динамического подобия к [c.228]

Мы упоминали и об изобретении Герона Александрийского — знаменитом эолипиле. Многие ученые считают этот прибор прообразом современной паровой турбины. Герон изобрел еще одну игрушку — фонтанчик, в котором вода, закипающая в закрытом сосуде, сама себя заставляла вытекать через впаянную в сосуд трубку. Широкое хождение имела легенда о том, будто бы Герон изобрел даже какое-то подобие паровой машины, которая была установлена на Фаросском маяке. Эту легенду использовал в своей пьесе Цезарь и Клеопатра Бернард Шоу. Когда Цезарь прибыл на Фаросский маяк, он никак не мог поверить, что всего два человека — старик и мальчишка — поднимают на верхушку маяка необходимое топливо. Приближенный Цезаря объясняет У них там противовесы и какая-то машина с кипящей водой — не знаю, в чем там дело... Они поднимают бочонки с маслом и хворост для костра на вышке . Но даже авторитет выдающегося драматурга не делает легенду более достоверной — никаких более конкретных свидетельств об этой машине не имеется. Неизвестно даже, построил ли Герон изобретенный им эолипил или только выдвинул такую идею. [c.48]

Таким образом, согласно прямой (первой) теореме подобия в подобных явлениях движения жидкости должны соблюдаться условия (4.50) — (4.58). Рассмотрим, какое значение имеют критерии (инварианты) подобия, или, как часто говорят, числа Эйлера, Рейнольдса и Пекле, при изучении вопросов прочности. С характеристиками жидкости обычно сталкиваются при изучении закономерностей разрушения конструктивных элементов в тепловых полях и газовых потоках, особенно при теплосменах. Работами сотрудников ИПП АН УССР и других исследователей показано, что термодинамические параметры газового потока и его химический состав оказывают очень большое влияние на долговечность лопаток газовых турбин [62]. Небольшое изменение этих параметров либо введение в поток ничтожных добавок сернистого газа или солей морской воды (до 10 мгм на 1 м воздуха) изменяет долговечность более чем на порядок. [c.136]

Исследованные на стенде ЭРТ-1 ступени являются моделями ДРОС, предлагаемых ЛПИ в качестве разделителей потока для двухпоточных ЦНД мощных паровых турбин. Модели спроектированы и изготовлены с масштабом моделирования 6,25, обусловленным производительностью воздуходувной станции лаборатории турбиностроения. При моделировании учитывалась разница физических свойств рабочего тела натуры и модели. Для натурной ступени использовался перегретый пар k = 1,3), для модельной — холодный воздух (k = 1,4). Поскольку соблюсти одновременно кинематическое и динамическое подобие достаточно сложно, при моделировании полностью соблюдено кинематическое подобие процесса в натуре и модели, а также максимально возможно сохранено геометрическое подобие. При этом числа Маха М(,1, Ми,. получаются как средние между их значениями, соответствующими М = idem и kW = idem. В области дозвуковых скоростей при Мд1 = 0,857 такой выбор числа М модели наиболее полно отвечает динамическому подобию процессов [53]. [c.121]

Предлагаемая читателям книга ориентирована в значительной степени на проблемы двухфазных течений в проточных частях влажнопаровых турбин. Вместе с тем в нее включены также важные задачи, относящиеся к двухфазным потокам в других элементах оборудования ТЭС и АЭС. Книга связана с предшествующей монографией авторов Ч Вместе с тем она посвящена некоторым новым проблемам, имеющим самостоятельное значение. В ней конкретизируются вопросы подобия двухфазных потоков по данным лабораторных и натурных экспериментов, а также на основании расчетных исследований (гл. 1). Излагаются методы экспериментальных исследований двухфазных течений в лабораторных условиях, даны принципиальные схемы влажнопаровых стендов, рассмотрены методы измерения параметров двухфазных потоков, описаны измерительные приборы и устройства (гл. 2). [c.3]

В лаборатории турбомашин МЭИ используются различные стенды влажнога водяного пара, ориентированные на изучение 1) условий подобия и моделирования двухфазных течений в различных каналах и в элементах проточной части турбин АЭС 2) механизмов скачковой и вихревой конденсации пара в соплах каналах и решетках турбин при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях 3) влияния периодической нестационарности и турбулентности на процессы образования дискретной фазы, взаимодействия фаз и интегральные характеристики потоков 4) двухфазного пограничного слоя и пленок в безградиентных и градиентных течениях 5) механизма и скорости распространения возмущений в двухфазной среде, а также критических режимов в различных каналах в стационарных и нестационарных потоках 6) основных свойств и характеристик дозвуковых и сверхзвуковых течений в соплах, диффузорах, трубах, отверстиях и щелях 7) влияния тепло- и массообмена на характеристики потоков в различных каналах 8) течений влажного пара в решетках турбин с подробным изучением структуры потока и газодинамических характеристик 9) структуре потока, потерь энергии и эрозионного процесса в турбинных ступенях, работающих на влажном паре 10) рабочего процесса двухфазных струйных аппаратов (эжекторов i и инжекторов). [c.22]

Следует отметить, что при изменении основных критериев подобия линейный характер Ат1ог(Уо) нарушается. Столь значительное влияние чисел М и р объясняется не только зависимостями коэффициентов потерь в решетках от этих параметров, но и изменением составляющих потерь, обусловленных взаимодействием решеток в ступени (периодическая нестационарность и высокая турбулентность). В основном в этом и проявляется расхождение между расчетами ступени, выполненными по газодинамическим характеристикам изолированных решеток, и результатами испытаний турбинных ступеней. Определенное значение имеет также влияние перекрыши на влажном паре, до сих пор не изученное, а также возрастание утечек через надбандажные и диафрагменные уплотнения (см. гл. 7). Необходимо также учитывать особенности струк- [c.158]

Подобие фазовых превращений. Наряду с моделированием траекторий отдельных капель имеется, как указывалось, ряд других задач, для решения которых необходимо моделировать фракционный состав влаги в проточной части турбины. Это требуется, например, для экспериментального определения суммарного к. п. д. влажнопаровых ступеней. В таких испытаниях моделей не всегда можно ограничиться только соблюдением тех же критериев (М, Re и др.), что и для однофазного потока. Значительное отклонение в модели от натурных параметров пара может привести к таким изменениям в кинетике фазовых превращений, что исследуемая задача будет иметь мало общего с поставленной. [c.148]

Габаритные и весовые показатели основного и вспомогательного турбинного оборудования зависят от мощности, расхода рабочего тела, его параметров, прочностных свойств материалов, из которых выполнено оборудование, и т. п. Однако, если требуемые аэрогидродина-мические характеристики движения газов и жидкостей во вспомогательном оборудовании могут быть получены варьированием в широких пределах его длины, ширины и высоты, габариты основных агрегатов в значительно меньшей степени зависят от конструктивного оформления. Поэтому, чтобы при конструировании основных агрегзтов учесть требования транспортабельности блоков, необходимо провести анализ взаимосвязи между основными параметрами рабочего процесса турбинной установки и ее габаритными и весовыми показателями при этом, очевидно, должны быть приняты во внимание условия подобия. [c.50]

Подобное упрощение задачи при моделировании осуществимо далеко не во всех случаях. Так, например, в воздухоподогревателях котлов, регенераторах газовых турбин, водо-водяных и водо-масляных теплообменниках и т.д. значения коэффициентов теплоотдачи и а.2 близки друг к другу, вследствие чего их влияние на суммарный коэффициент теплопередачи соизмеримо. При моделировании энергооборудования, в котором величины и сопоставимы, пренебрегать влиянием любой из них нельзя. В подобных случаях задача чаще всего решается на основе воспроизведения в модели условий полного (или близкого к нему) теплового подобия с образцом. [c.155]

Опыт показывает, что наиболее вероятно превращение турбины в подобие униполярного агрегата или индукторной машины, т.е. электромеханических преобразователей, возбуждаемых постоянным током. Условиями самовозбуждения машин посюягаюготока являются определенный уровень остаточной намагниченности и соответствующая этому уровню проводимость контура тока возбуждения, сопротивление которого должно быть ниже критического значения. [c.239]

Работа посвящена разработке критериев динамического подобие винных установок (ГТУ). Приводятся критерии подобия для << газотур-И двухвальной ГТУ. позволяющие с учетом опыта зарекомен одновальиой установок определять параметры турбин ГТУ при - .Довавших себя [c.8]

Основным упрощающим предположением, вводимым ими при рассмотрении крутильных колебаний в приводе с гидромуфто11, является гипотеза статичности, заключающаяся в том, что, несмотря на существенно нестационарный характер процессов в приводе,. принимается справедливым турбинное уравнение Эйлера, записываемое в форме (1.3), и формула подобия (1.45). Рассмотрим такое рещение. [c.286]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...