Потери в сопловой решетке

Величина Ртш для всех постановок задачи показана на рис. 1.9. Видно, что для постановки II Ртш < О во всем диапазоне изменения Рз- Это означает, что скорость меньше скорости Wi, т. е. течение в каналах рабочего колеса замедленное. При таких условиях потери энергии в РК могут суш,ественно возрастать, особенно при 2 < 140°, где w /wi <0,5 (см. рис. 1.6). Коэффициент скорости vjj при этом уменьшается, и действительный к. п. д. ступени может быть ниже предполагаемого теоретического уровня. Аналогичная ситуация имеется и при постановке III, где также существенно меньше нуля. При постановке I степень реактивности Ртш всегда положительна. Кроме того, высота сопловых лопаток (см. рис. 1.7), получающаяся в постановке II, значительно меньше, чем в постановке I (при одинаковых диаметрах и расходах) для одной и той же высоты лопатки Ц. Это также может привести к дополнительным (по сравнению с постановкой I) потерям энергии в сопловом аппарате из-за увеличения влияния вторичных явлений. Как известно, изменение потерь в сопловой решетке (в отличие от потерь в рабочем колесе) оказывает сильное влияние на к. п. д. РОС. По этой причине действительный к. п. д. т]ц ступени с параметрами постановки II может еще более уменьшиться по сравнению с теоретическим значением. Полная степень реактивности Рт для постановки II получается положительной за счет составляющей р . к- При = 1 (осевая ступень) Рт. к = О и оптимальная степень реактивности = Рт . может быть меньше нуля. [c.30]

Для расчета концевых потерь в сопловых решетках на влажном паре можно использовать формулу 138], вводя опытные коррективы. Коэффициент концевых потерь кинетической энергии [c.117]

Важным геометрическим параметром решетки является ее относительная высота. Как показывает эксперимент, концевые потери в сопловых решетках увеличиваются с ростом влажности (рис. 11-14) это связано с тем, что в периферийных течениях пограничного слоя от вогнутой поверхности к спинке участвует жидкая фаза в форме пленок, а также в капельной структуре. При этом увеличиваются потери на трение у торцовых поверхностей и на образование и поддержание вихревого движения на спинке у концов лопаток. [c.307]

Опыты показали, что установленное влияние высоты лопаток на экономичность ступени в области перегретого пара достаточно хорошо соответствует опубликованным данным. В области влажного пара заметна более резкая количественная зависимость внутреннего относительного к. п. д. ступени от высоты лопаток (рис. 12-5). Причина такого влияния состоит, очевидно, в следующем. Первичная (начальная) влага почти полностью сепарируется на сопловых лопатках в пленку, скорость которой мала по сравнению со скоростью пара. При этом несколько возрастают профильные потери в сопловой решетке в результате образования дополнительного (жидкого) пограничного слоя и волн на поверхности пленки. Плен- [c.328]

Важным геометрическим параметром решетки является ее относительная высота. Как показывает эксперимент, концевые потери в сопловых решетках несколько увеличиваются с ростом влажности (рис. 4-13,а). Это связано с дополнительными потоками жидкой фазы, движущимися от вогнутой поверхности к спинке в виде пленок и капельного подслоя. При этом увеличиваются потери на тре-нпе у торцевых поверхностей и потери на образование и поддержание вихревого движения па спинке и у концов лопаток. В декартовой системе координат кривые Q = f bll) для влажного нара имеют больший угол наклона, чем для перегретого (рис. 4-13,а), что и свидетельствует об увеличении концевых потерь. Необходимо отметить, что качественный характер кривых 1 (1) на дозвуковых и сверхзвуковых режимах сохраняется примерно одинаковым. [c.92]

Рис. 8-45. Влияние внутриканальной сепарации на потери в сопловой решетке (профиль ТС-1А г =0,75, Л р = 2,2 мм).

Основными потерями ступени турбины являются потери в сопловой решетке h , в каналах рабочих лопаток h w выходной скоростью Лд. Они определяют относительный КПД на лопатках, который для активной ступени равен [c.193]

На рис. 8.9 показана зависимость и отдельных потерь от отношения X = ы / j. Относительная потеря в сопловой решетке К о> очевидно, не зависит от и / j. Относительная потеря в рабочей решетке / Лд постепенно уменьшается с увеличе- [c.194]

Тогда потери в сопловой решетке [c.38]

Зависимость коэффициента полезного действия т]о.л двухвенечной ступени от отношения скоростей и/Сф определяется изменением перечисленных выше относительных потерь в решетках и с выходной скоростью (рис. 23). В этом случае относительные потери в сопловых решетках не зависит от отношения и/Сф. Относительные потери в рабочих решетках с ростом отношения и/Сф от о до (ы/Сф)опт, при котором получают максимальный кпд уменьшаются. Значение отношения (и/Сф) ОПТ в наи- [c.46]

Рис. 2.34. Коэффициент потерь в сопловой решетке с /, = 0,5 и А/ = 0,33/ в зависимости от числа М , и формы меридионального обвода канала

Потери в сопловой решетке ДЯ , кДж/кг Потери в рабочей решетке ДЯр, кДж/кг Энергия выходной скорости ДЯд кДж/кг [c.104]

Потери при течении в рабочей решетке оцениваются аналогично потерям в сопловой решетке. Необратимая потеря энергии при течении в рабочей решетке находится из выражения [c.225]

Рис. 9.17. Влияние наклона лопаток на потери в сопловой решетке турбины.

Рис. 9.18. Снижение потерь в сопловой решетке турбины в результате использования изогнутых лопаток.

Таким образом, опыты подтверждают, что введение ОДА в сопловые решетки приводит к значительному снижению отрицательного влияния влажности на газодинамические характеристики. Этот результат подтверждается также и для рабочих решеток активного типа. Опытные данные МЭИ позволяют получить обобщенные экспериментальные зависимости для профильных и концевых потерь и углов выхода потока [c.309]

Заметим, что величина t = i/"2 (1 — р ) представляет собой теоретическую скорость истечения, которая достигалась бы при расширении в сопловой решетке без потерь кинетической энергии (A/t = 0). [c.88]

Параметры на входе в рабочую решетку с учетом потерь кинетической энергии в сопловой решетке составляют = 593 К, = 4,15 м /кг изоэнтропный удельный объем на выходе из рабочей решетки v< t = 6,3 м /кг теоретическая скорость выхода в относительном движении W t = У 2p/io = 269 м/с. Пола- [c.104]

Рис. 11-13. Изменения профильных потерь (а) н углов выхода потока (б) в сопловой решетке С-90-12А в зависимости от числа Mi, Rei и влажности.

Gt. Кривая / построена по формуле (11.4) при fe=l,3, кривая 2 — по той же формуле при fe=l,135, кривая 3 — по формуле (11-5) с использованием i—s-диаграммы водяного пара, кривая 4 — по формуле (11-11). Как видно из графика, коэффициенты [х 1, рассчитанные по формулам (11-4) и (11-5), интенсивно растут с увеличением влажности и достигают значений 1,03—1,08. Коэффициенты расхода, определенные с учетом полного переохлаждения по формуле (11-11), в зоне влажного пара уменьшаются в связи с дополнительными потерями на разгон влаги, от переохлаждения и благодаря образованию пленки. Результаты расчета (рис. 11-24) показывают, что формула (11-11) физически более правильно отражает картину течения влажного пара в сопловых решетках (см. 8-2). [c.320]

Л , — потери (точнее, возрастание энтальпии, вызванное гидравлическими потерями) в сопловом и лопаточном аппарате ступени для двухвенечных ступеней под величиной hJ подразумевается сумма потерь в рабочих и направляющих решетках данной ступени потери и hj определяются в пред. положении движения перегретого пара (газа) при сопловой решетке, имеющей степень парциальности е=1. [c.599]

Таким образом, при течении слабо перегретого и влажного пара в сопловых решетках происходит заметное изменение распределения давления по профилю, что независимо от других эффектов, создаваемых жидкой фазой, ведет к некоторому изменению аэродинамических характеристик турбинных решеток (профильных потерь и углов выхода потока). Возможные отклонения пр и Ui обусловлены изменением толщины пограничных слоев на вогнутой ло-верхности и на спинке, смещением области [c.83]

Рис. 4-7 Изменение суммарных потерь (а), угла выхода потока (б) и коэффициента расхода (в) сопловой решетки в зависимости от начальной влажности.

На основании исследований структуры потока в соплах и решетках (гл. 3), решеток (гл. 4) и ступеней можно сделать лишь некоторые качественные рекомендации. По-видимому, для повышения экономичности ступеней целесообразно увеличивать хорды сопловых решеток (уменьшать число лопаток), что обеспечит снижение доли кромочных следов с крупными каплями, увеличит средний коэффициент скольжения и соответственно уменьшит потери в рабочих решетках. Можно предположить также, что с ростом давления среды при постоянной объемной концентрации жидкой фазы и прочих равных условиях экономичность ступеней в зоне высоких давлений будет возрастать, [c.106]

Слабое влияние на экономичность вторичной, мелкодисперсной влаги, обнаруженное при испытании ступеней с длинными лопатками, подтверждается и другими исследованиями. Так, опыты, проведенные на регулирующих двухвенечных ступенях, срабатывающих большие сверхкритические теплоперепады, показывают, что снижение к. п. д., вызванное наличием мелкодисперсной влаги, возникающей в скачках конденсации в сопловых решетках, оказывается в 3—4 раза меньшим (см. гл. 6), чем падение к. п. д., причиной которого является начальная крупнодисперсная влага (рис. 5-25,й). В этих опытах конечная влажность у2 достигала примерно 20%, а теоретическая угт составляла 25—26 7о- Точка начала процесса лежала выше линии насыщения. Следует отметить, что при таких больших теплоперепадах в сопловых аппаратах образуются скачки конденсации, приводящие к дополнительным потерям энергии. Мелкодисперсная влага, образующаяся за скачками , имеет скорости, близкие к скоростям пара, влага в малых количествах оседает на рабочих лопатках и, таким образом, слабо влияет на эффективность ступеней. Приведенные на рис. 5-25 опытные данные были получены в результате снижения начальной [c.116]

Потеря в сопловых и направляющих решетках [c.22]

Коэффициенты профильных и полных потерь в сопловых и рабочих решетках можно оценить по рис. 3.28 или по рекомендациям [12]. [c.260]

Как мы уже знаем, реальный процесс расширения в сопловой решетке пойдет не по изоэнтропе О—1 до давления i, а с отклонением от нее и закончится в точке А с энтальпией А,,. В результате возникнет потеря энергии в сопловой решетке [c.36]

К внутренним потерям, помимо рассмотренных в 8.2 (в сопловой решетке h , в каналах рабочих лопаток и с выходной скоростью Лд), относятся потери на трение и вентиляцию, утечку пара через внутренние зазоры, от влажности и др. [c.199]

Рис. 3.30. Суммарные и профильные потери в сопловой решетке С-9012А и углы выхода потока в зависимости от относительного шага и угла установки при различной влажности пара. Относительная высота /=0,7 относительная толщина кромки Дкр = 0,125 (Д р=1,7 мм) М] = 0,9 Rei=5-I0 (опыты. МЭИ)

Рис. 11-14. Изменение концевых потерь в сопловой решетке С-9012А в зависимости от относительной высоты и влажности. Mi =0,7 Rei — =4,5- 105. (Опыты МЭИ.)

Параметр <7 Тур1 носит название параметра расхода газа через сопловой аппарат (ступень) турбины. Потери во входных участках межлопаточных каналов в турбинах ПД составляют обычно около половины всех потерь в сопловых решетках, что соответствует 1—(Тг 0,5 (1—Стс.а)- Следовательно, значение стг еще меньше отличается от единицы, чем значение сгс.а, и, таким образом, изменение параметра расхода при изменении режима течения газа в сопловом аппарате практически полностью определяется характером изменения г (Я, .a). [c.199]

Процессы расширения в турбинной ступени в /г, -диаграмме при изотропном АВС) и реальном АОР) его течениях показаны на рис. 15. Согласно уравнению энергии разность энтальпий на входе и выходе из ступени турбины по з атор-моженным параметрам Яо—Яг соответствует теплоте, преобразованной в механическую энергию I на рабочих лопатках. В результате потерь в сопловой решетке располагаемый теплоперепад в рабочей решетке Нор = кп—Ье — Нх—/1г в реальном процессе ОЕ больше ее располагаемого теплоперепада Я ор= = /1ь—/1спрн теоретическом процессе ВС в сопловой решетке (Яор> >Я ор) вследствие возврата теплоты. При этом потери энергии в предыдущей сопловой решетке повышают температуру пара на входе в следующую рабочую решетку Однако разница между Яор и Я ор обычно настолько мала, что с достаточной точностью можно принять Яор Я ор- [c.34]

Основные особенности формы профилей (каналов) сопловых решеток на влажном паре капельной структуры сводятся к следующим. На мелкой влаге при дозвуковых скоростях потери, обусловленные тепло- и массообменом, будут уменьшаться с уменьшением градиентов скорости вдоль каналов. Очевидно, что сопловые каналы в этом случае должны иметь меньшую суммарную и локальную конфузорность. Снижению интенсивности процесса коагуляции способствует уменьшение кривизны спинки и вогнутой поверхности при заданном угле поворота потока и радиуса скруг-ления входной кромки. Так как при мелкой влаге пленки образуются только локально, то выходные кромки следует выполнять относительно тонкими, а шаг лопаток выбирать близким к оптимальному для перегретого пара. Профилирование сопловых решеток для парокапельных потоков с крупной влагой осуществляется с учетом механического взаимодействия фаз. На выходе из рабочей решетки предшествующей ступени (на входе в сопловуЮ решетку последующей ступени) имеет место рассогласование скоростей по значению и направлению. В этом случае целесообразно несколько увеличить геометрический угол входной кромки и. уменьшить тем самым угол ее атаки потоком крупных капель. Кроме того, отличие профилей для крупной влаги состоит в более толстых выходных кромках и несколько уменьшенном относительном шаге, выбранном из соображений оптимальной внутриканаль-ной сепарации, включающей отсос пленок на спинке и выходной кромке или наддув пограничного слоя греющим паром. Важна правильная организация потока на спинке в косом срезе, где течение диффузорное его следует выполнить менее криволинейным с тем, чтобы предотвратить возможный отрыв пленки и слоя. [c.145]

Расчетно-теоретические и экспериментальные исследования оказывают, что причинами дополнительных потерь кинетической энергии в реальных проточных частях на влажном паре являются 1) неравновесность процесса расширения в решетках ступени 2) появление скачков конденсации при сверхзвуковых скоростях 3) скольжение, коагуляция и дробление капель в сопловой решетке, зазоре и рабочей решетке 4) увеличение трения в пространственных пограничных слоях на поверхности лопаток, особенно значительное при наличии пленок 5) торможение капельным потоком рабочей решетки 6) специфическая конденсационная нестационарность и генерируемая в процессе конденсации турбулентность 7) увеличение утечек через надбандажные, диафраг-менные и концевые уплотнения 8) нарушение расчетного (оптимального) обтекания профилей решеток отклонение параметров в зазорах от расчетных значений 9) увеличение выходных потерь 10) эрозионные повреждения сопловых и рабочих лопаток. [c.153]

О влиянии влажности на экономичность изолированной ступени активного типа можно судить по рис. 5.2. Характеристики r oi u/ (p) подтверждают интенсивное снижение КПД с ростом степени влажности г/о и возрастание реакции в корневом и периферийном сечениях. Увеличение г/о приводит к уменьшению оптимального отношения скоростей ы/сф. Полученные при испытаниях ступени результаты хорошо согласуются с данными исследований изолированных решеток (см. гл. 3, 4). Увеличение реакции объясняется тем, что коэффициенты расхода конфузорных сопловых решеток возрастают более интенсивно с ростом Уй, чем активных увеличиваются углы выхода потока oi и Рг- Снижение КПД и (и/Сф)опт обусловлено дополнительными потерями в сопловой и рабочей решетках, в зазоре и за ступенью, перечисленными выше, а также возрастанием углов выхода потока ai и Рг- Исследование ступени осуществлялось при отсутствии рассогласования направлений векторов паровой и жидкой фаз. Опыты с предвключенной ступенью в двухвальной экспериментальной турбине показали, что [c.156]

Обобщение результатов опытов, проведенных в экспериментальных и натурных турбинах, подтверждает, что применение специальных ступеней-сепараторов существенно повышает коэффициенты сепарации по сравнению со ступенями обычного исполнения, выполненными с периферийной и внутриканальной сепарацией (в сопловой решетке). Вместе с тем даже ограниченное число опытов свидетельствует, что обогрев и наддув двухфазного пограничного слоя позволяют получить более высокую по сравнению с сепарацией экономичность и надежность влажнопаровых ступеней и турбин. Применение этого способа позволяет снизить дополнительные потери, обусловленные потерей части рабочего тела, повышает эффективность влагоудаления и диспергирование оставшихся в потоке капель. Некоторые опытные данные МЭИ (рис. 5.20) отчетливо показывают перспективность обогрева и наддува сопловых решеток. Можно отметить заметное снижение размеров капель и более равномерное распределение дисперсности по [c.183]

Если давление за сопловой решеткой Pi, то изоэнтропиый перепад, срабатываемый в ней, обозначим Лд s- Неизбежные потери кинетической энергии в сопловой решетке, преобразуемые в теплоту, уменьшают этот перепад до значения h . Разность Ah = h s — he определяет потери кинетической энергии в сопловой решетке. Параметры среды за сопловой решеткой при этом Pi, и скорость — l = у 2/i - [c.85]

Выбор шага решетки тесно связан с ее характеристикой — зависимостью потерь кинетической энергии от шага. Поэтому необходимо предварительно было бы спроектировать решетку на указанное число Маха и определить для нее оптимальный относительный шаг 1= t/b Ь — хорда решетки). В данном случае приходится ограничиться прогнозом, положив t = 0,6. Хорда решетки определяется на основании прочностного расчета. Оценка показывает, что можно принять Ь = 10 м. Тогда шаг сопловой решетки i = 5-10 м, что определяет число лопаток z = ndjt л л 63. Далее следует определить потери кинетической энергии в сопловой решетке и коэффициент скорости на основании характеристик решетки. В рассматриваемом случае предварительного расчета примем, что фс = 0,9, так что угол выхода из решетки на расчетном режиме примерно равен эффективному. [c.103]

Слабое влияние на экономичность вторичной влаги, установленное при испытании ступеней с длинными лопатками, подтверждается и другими исследованиями. Так, опыты, проведенные на регулирующих двухвенечных ступенях, срабатывающих большие сверх-критические теплоперепады, показывают, что падение к. п. д. от вторичной влажности оказывается в 3—4 раза меньшим, чем от начальной (рис. 12-16, а). Следует отметить, что при больших теп-лоперепадах в сопловых решетках образуются скачки конденсации, приводящие к дополнительным потерям энергии. Мелкодисперсная влага, образующаяся за скачками, имеет скорости, близкие к скоростям пара она почти не оседает на рабочих лопатках и. [c.337]

Следует подчеркнуть, что на рис. 12-19, а приведены опытные и засчетные данные при условии полного переохлаждения потока. Ъ действительности при некоторых отношениях давлений конец процесса расширения достигает зоны Вильсона, когда в сопловой решетке возникает скачок конденсации и потери от переохлажде- [c.343]

Обработка опытных данных по формуле (4-16) дает совпадающие значения коэффициентов .ii и ц в области перегретого пара и существенно меньшие значения i.iin в области влажного пара. Уменьшение коэффициентов ип, рассчитанных по предельно неравновесной схеме, вызвано ростом дополнительных потерь от взаимодействия фаз. Это доказывает, что неравновесный процесс физически более правильно отражает картину течения влажного пара в сопловых решетках турбин. Следует, однако, отметить, что данный вывод относится к результатам испытаний решеток при круинодис-персной начальной влаге. Для капель размером d<5 10 м при давлении среды р>0,5 Kz j M- процесс расширения будет протекать практически равновесно (см. рис. 1-2), и, следовательно, коэффициент расхода примет иные значения. [c.86]

В решетках активного типа влияние чисел Ма, Re и влажности пара на характеристики решеток оказывается качественно таким же, как н в сопловых решетках реактивного типа. На рис. 4-11,а приводятся результаты испытаний решетки Р-3012А (г = 0,62 1 = 2,0 Ра = 2Г Re 2,5-10-"), полученные методом траверсирования полей скоростей (давлений) за решеткой С помощью пневмометрических зондов. Ркпытания показали, что профильные потери 5пр линейно увеличиваются с ростом влажности, начиная с уа=1%. Такой характер изменения потерь сохраняется и при изменении угла входа потока, однако влияние угла входа Pi во влажном паре оказывается менее значительным, чем в перегретом (рис. [c.90]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...