Сопловая решетка

При выборе профиля исходят прежде всего из желаемой организации потока (углов входа и выхода) и режима течения, характеризуемого приведенной скоростью I или числом М. В приложении приведены некоторые характеристики турбинных профилей, разработанных МЭИ. Приняты следующие обозначения турбинных решеток первая буква С или Р обозначает сопловые (направляющие) или рабочие, число — средний угол входа, следующее число — эффективный угол выхода, последняя буква — тип профиля. Тип профиля зависит от режима течения так, тип А — дозвуковые (М<0,7ч- 0,9) тип Б — околозвуковые (0,9<М< 1,15), тип В — сверхзвуковые (1,1 <М< 1,3), тип Р — расширяющиеся (М>1,3). Например, С-90-12А обозначает сопловую решетку с углом входа 90° и эффективным углом выхода 12°, дозвуковую. [c.99]

Рис. 3.9. Коэффициенты скорости для кольцевых турбинных решеток а — сопловые решетки б — рабочие решетки - d/ > 10 ----dH = 3 Др = 180- (р, -Ь Р,,).

Число M,i 0,5 степень расширения а 1,5. Сравнительно большая неравномерность потока при парциальном подводе потребовала многочисленных измерений полных и статических давлений по тракту проточной части. Для измерения полных давлений были применены специальные игольчатые зонды полного напора. Предварительная тарировка зондов показала, что для них коэффициент восстановления близок к 1, а нечувствительность к углу набегания потока относительно оси приемного отверстия составляет для зондов без обтекателя 10—12° и для зондов с обтекателем около 45°. Места отборов по окружности полного и статического давлений были смещены по шагу сопловой решетки от канала к каналу вследствие некратности числа этих отборов и числа сопловых лопаток. [c.236]

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]

Исходной позицией при выборе лопаточных профилей являются углы натекания и схода потока с решетки. Обычно считается, что угол натекания потока на сопловую решетку равен приблизительно 90°. Выбор угла выхода с этой решетки tj следует согласовать (приближенно) с результатами габаритных расчетов проточной части, выполненных раньше. Из таких расчетов следует взять [c.18]

Если известен массовый (весовой) расход G рабочего агента, текущего через сопловые каналы, то в формуле (6) имеется лишь одна неизвестная величина //, которую из этого уравнения можно найти (причем предполагается, что начальные параметры потока известны). Поскольку выбрана сопловая решетка и имеются ее характеристики, то известен также коэффициент потерь в решетке следовательно, можно считать известным и показатель политропы с- Таким образом, давление р в потоке за сопловым венцом станет известно. [c.23]

Используя характеристики сопловой решетки, полученные в газодинамической лаборатории, при условиях испытания можно найти угол выхода потока из каналов эфф и по модулю вектора скорости с учетом потерь течения, т. е. по известному коэффициенту скорости выхода ф, по известным параметрам потока на выходе из соплового кольца вычислить выходную площадь среднего канала в кольце. Она не останется неизменной при других режимах работы кольца в турбоагрегате, но может, с достаточной уверенностью в необходимой точности, заменить непосредственные замеры этой площади в каналах кольца. [c.205]

Мы особо остановились в вышеизложенном тексте на расходе через сопловые решетки, так как именно они определяют в весьма значительной степени расход рабочего агента через турбинную ступень. Все изложенное может быть применено и для характеристик расхода через вращающиеся решетки рабочих колес. [c.218]

Подсчет Л(,р и С(,р ведется по описанной выше методике. Скорость в потоке несжимаемой жидкости считается заданной и практически бывает известна из расчета потенциаль(Гого потока вокру решетки или определяется по распределению давлений, найденному экспериментально при малом числе М. На рис. 63 дан пример графического отображения результатов расчета распределения скоростей по стенкам канала сопловой решетки. [c.227]

Как и в прямых соплах [61], в сопловых решетках турбин возникает переохлаждение пара, зависящее от геометрических и режимных параметров решетки, а также от начального перегрева (или соответственно начальной влажности). При переходе от перегретого к сухому, насыщенному и влажному пару относительное давление за решеткой р, а также во всех точках обвода профиля сопловой решетки несколько меняется (рис. 3.1). Минимальные давления на трех режимах устанавливаются на спинке профиля, вблизи узкого сечения канала и на выходных кромках р р, где формируется вихревое движение. За выходным кромками существуют условия, благоприятствующие частичной конденсации здесь [c.73]

На рис. 3.3, а схематически показаны зоны спонтанной конденсации в прямых сопловых решетках при расчетном режиме обтекания вблизи спинки профиля в косом срезе / в вихревых областях за выходными кромками II и в концевых вихревых шнурах III. [c.76]

ПУЛЬСАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНДЕНСИРУЮЩЕГОСЯ ПАРА В СОПЛОВЫХ РЕШЕТКАХ ПРИ ДОЗВУКОВЫХ СКОРОСТЯХ [c.81]

Таким образом, в сопловых решетках дозвуковых ступеней [c.89]

Рис. 3.12. Изменение коэффициентов профильных потерь кинетической энергии (а), коэффициентов расхода (б) и углов выхода потока из сопловой решетки (в) при переходе через линию насыщения (Rei= (5н-8) 10=) (опыты МЭИ)

Основным результатом исследования температурных полей 8 сопловых решетках в потоке влажного пара капельной структуры следует считать экспериментально установленный факт, что температура поверхности лопаток при появлении жидкой фазы резко уменьшается от температуры торможения во всех точках обводов профиля (перегретый пар) до термодинамической температуры ядра потока (влажный пар). [c.96]

КОНДЕНСАЦИОННАЯ НЕСТАЦИОНАРНОСТЬ В СОПЛОВЫХ РЕШЕТКАХ ПРИ СВЕРХЗВУКОВЫХ СКОРОСТЯХ [c.97]

Опытами показано, что нестационарные (автоколебательные) режимы течения переохлажденного пара в соплах Лаваля устраняются специальным профилированием и, в частности, выполнением углового излома в минимальном сечении, т. е. организацией центрированных волн разрежения, скорость расширения в которых велика (см. гл. 4, 6 и 61]). Выходные кромки решетки с суживающимися каналами по существу и являются такими угловыми точками, способствующими локальному увеличению скорости расширения в области сверхзвуковых скоростей Mi>l,10 вблизи горлового сечения, т. е. служат стабилизаторами, препятствующими появлению конденсационной нестационарности. Аналогичный вывод можно сделать для режимов Miволны разрежения. Условия для возникновения конденсационной нестационарности в косом срезе изолированной сопловой решетки в этом случае также отсутствуют (рис. 3.5,6). Перемещение конденсационного скачка возможно [c.98]

Рис. 3.18. Схема течения влажного пара в сопловой решетке (а) и распределении диаметров капель по массе в выходном сечении для различных точек по шагу (6) и при различных значениях относительного шага (в) (опыты МЭИ)

Рис. 3.18. Схема течения <a href="/info/513764">влажного пара</a> в сопловой решетке (а) и распределении диаметров капель по массе в выходном сечении для различных точек по шагу (6) и при <a href="/info/673251">различных значениях</a> относительного шага (в) (опыты МЭИ)

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

Коэффициенты расхода сопловой решетки показаны на рис. 3.32. Как на перегретом, так и на влажном паре отмечено значительное влияние относительного шага, высоты решетки и толщины выходной кромки. Установлено, что максимальные значения ы, соответствуют относительному шагу i = 0,74-0,8. Этому значению I отвечают минимальные коэффициенты скольжения крупных капель. С увеличением толщины кромки коэффициенты расхода растут, что объясняется увеличением разрежения за кромкой и, следовательно, в горловом сечении каналов. В полном соответствии с данными, приведенными ниже для сопл и отверстий, с ростом влажности коэффициенты расхода увеличиваются во всем диапазоне изменения геометрических параметров. [c.123]

Рис. 4.1. Расчетная область и сетка для численных исследований потока в сопловой решетке

Степень парциальностидоля окружности, занятая каналами сопловых лопазск, через кшорые проходит рабочее тело, или длина дуги, занятая сопловой решеткой, отнесенная к длине окружности. [c.186]

Ловаля 47 Сопловая решетка 181 Спектральная плотность потока излучения 126 [c.424]

Для совершенствования сепарирующих устройств, главным образом перед рабочим колесом, в ЛПИ в настоящее время проводятся исследования по внутриканальной сепарации на сопловой решетке в статических условиях и на экспериментальной турбине. Первые результаты измерений на кольцевой решетке количества влаги, протекающей в пленке, измеренной с помощью специальных ловушек, показали, что коэффициент влагоулавливання на вогнутой части лопатки составляет 7—8%, а со спинки —3—4% от протекающей в ступени влаги. [c.225]

Фиг. ]6, Сборка и сварка соплового кольца (решетки) а — разметка стыков сегментов бандажной ленты б — прихватка торцов лопаток к бандажным лентам е — приспособление для сборки сопловой решетки пОд сварку г — приспособление для сборки лопаток с баР1дажными лептами под предварительную сварку б — предельная пластинка для проверки высоты лопаточных каналов Л= 28,3 мм е — роликовый калибр для замера горловых сечений э)с — шаблон для проверки радиального расположения лопаток по выходным кромкам з — сборка и пригонка лопаток с бандажными лентами J — плита нижняя (полукольцо) 2 — сегмент верхний (3 шт. по 60°) 3—планка прижимная (стандартная) . < —наружный бандаж о — внутренний бандаж 6 — лопатка.

В тех случаях, когда рм<Ркр, максимальное переохлаждение достигается на спинке профиля вблизи горлового сечения канала. Тогда за этой областью вблизи спинки профиля в косом срезе, а затем и за выходной кромкой появляется конденсированная фаза. Зависимости коэффициентов давления на спинке рм и выходной кромке кр от некоторых параметров показаны на рис. 3.2. С увеличением относительного шага сопловой решетки уменьшается, а рщ) растет. Эта тенденция сохраняется для всех решеток, однако количественные зависимости pnU) и pKp(t) определяются формой профиля, ТОЛШ.ИНОЙ и формой выходной кромки, а также [c.74]

Рис, 3.8. Изменение относительных амплитуд пульсаций давления торможения за сопловой решеткой в двух точках по шагу в зависимости от начального состояния пара, характеризуемого параметрами АГо, уа и hsn=hJho [c.84]

Рис. 3.19. Распределение диаметров капель по шагу сопловой решетки при различных начальной влажности (а), начальной дисперсности (б), числах Маха (а) и скоростях расширения (г). Решетка С-9012А

Рис. 3.19. Распределение диаметров капель по шагу сопловой решетки при различных начальной влажности (а), начальной дисперсности (б), <a href="/info/2679">числах Маха</a> (а) и <a href="/info/241876">скоростях расширения</a> (г). Решетка С-9012А

Структурные характеристики за решеткой должны быть дополнены коэффициентами скольжения. Такие исследования были проведены для сопловой решетки С-9015Б [159]. Распределение локальных коэффициентов скольжения при различных Mi, Rej, р и уо приведено на рис. 3.27. Максимальные скорости имеют капли, движущиеся в ядре потока, а минимальные — вблизи кромок и в других областях, где формируются крупные капли. С увеличением числа Ml коэффициенты скольжения в ядре потока уменьшаются (размер капель в ядре практически не меняется), а в зонах крупнодисперсной влаги — увеличиваются в связи с интенсификацией процесса дробления. С ростом Mi происходит заметное выравнивание скоростей капель. [c.112]

Рис. 3.27. Влияние чисел Маха (а), Рейнольдса (б), влажности (в) и отношения плотностей (г) на распределение локальных коэффициентов скольжения по шагу за сопловой решеткой типа С-9015Б (опыты М. Д. Хиза-нашвили, МЭИ)

Рис. 3.27. Влияние чисел Маха (а), Рейнольдса (б), влажности (в) и отношения плотностей (г) на распределение локальных <a href="/info/7674">коэффициентов скольжения</a> по шагу за сопловой решеткой типа С-9015Б (опыты М. Д. Хиза-нашвили, МЭИ)

Рис. 3.28. Осредненные коэффициенты скольжения за сопловой решеткой в зависимости от режимных и некоторых геометрических параметров и расстояния от решетки (vo— осреднеиный коэффициент скольжения на срезе решетки при х=0) (опыты М. Д. Хизанашвили, МЭИ)

Рис. 3.28. Осредненные <a href="/info/7674">коэффициенты скольжения</a> за сопловой решеткой в зависимости от режимных и некоторых <a href="/info/12249">геометрических параметров</a> и расстояния от решетки (vo— осреднеиный <a href="/info/7674">коэффициент скольжения</a> на срезе решетки при х=0) (опыты М. Д. Хизанашвили, МЭИ)

В рамках одномерного подхода необходимо вводить средние для решетки значения vi, зависимости которых от некоторых параметров сопловой решетки С-9015Б показаны на рис. 3.28. Отметим, что изменение vi следит за изменением средней дисперсности жидких частиц в зависимости от у , s(Mi), Rei и р. Однако средние значения vi меняются в относительно узком интервале vi = = 0,304-0,45 при малых осевых зазорах (6 S10 мм). Значения vi, определенные при исследовании ступеней на влажном паре, удовлетворительно подтверждаются исследованиями изолированных решеток [159]. [c.114]

Рассмотрим влияние некоторых геометрических и режимных параметров на газодинамические характеристики сопловой решетки. На рис. 3.30 приведены зависимости суммарных и профильных потерь и углов выхода потока от относительного шага, угла установки профиля и степени влажности перед решеткой. Отметим, что с ростом уо оптимальные значения шагц t смещаются в сторону несколько больших значений, что связано с изменением структуры и дисперсности жидкой фазы за решеткой. Этот вывод справедлив только для решетки С-9012А. Характер изменения оптимального шага в зависимости от влажности определяется формой профиля и другими геометрическими параметрами решетки. По опытным данным, зависимости (г) имеют экстремальный характер, причем минимумы пр и % получены при близких значениях t. С увеличением t снижается количество влаги, аккумулированной в пленках, так как размерЫ] f межлопаточных каналов увеличиваются. При этом растет количество крупных капель в ядре потока. Массовая доля таких капель в парокапельном слое и за кромкой монотонно убывает с ростом t. Вместе с тем данные на рис. 3.30 отражают влияние сложных процессов в решетке, возникающих при изменении t и уо- Углы выхода возрастают с увеличением t и у при высокой начальной влажности [c.119]

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. 3.30. Суммарные и <a href="/info/112774">профильные потери</a> в сопловой решетке С-9012А и углы выхода потока в зависимости от относительного шага и угла установки при различной <a href="/info/227065">влажности пара</a>. <a href="/info/25828">Относительная высота</a> /=0,7 относительная толщина кромки Дкр = 0,125 (Д р=1,7 мм) М] = 0,9 Rei=5-I0 (опыты. МЭИ)

Рассматриваемые характеристики сопловой решетки получены для крупнодисперсной влаги на входе. Функции распределения капель по размерам перед решеткой показаны на соответствующих графиках. Кривые /, //, III, иллюстрирующие зависимости Щг1тх(йко) перед решеткой, свидетельствуют о колебаниях диаметров капель и существовании полидисперсной структуры на входе при различных режимах исследования. К полидисперсной структуре относятся потери и углы выхода для сопловых решеток, приведенные на рис. 3.30—3.32. [c.122]

Рис. 3.32. Коэффициенты расхода для сопловой решетки -90il2A в зависимости от относительного шага, относительной высоты и тллщины выходной кромки яри различных степенях влажности Уа ay = 32- 34° Mi = 0,9 Rei=4-10

Рис. 3.32. <a href="/info/2513">Коэффициенты расхода</a> для сопловой решетки -90il2A в зависимости от относительного шага, <a href="/info/25828">относительной высоты</a> и тллщины выходной кромки яри различных степенях влажности Уа ay = 32- 34° Mi = 0,9 Rei=4-10

Изучение влияния типа решетки на дополнительные потери от влажности показало, что максимальные значения А вл соответствуют активным, а минимальные — реактивным решеткам (см. гл. 5) с малыми углами поворота потока. Промежуточные значения А вл отвечают решеткам с различной конфузорностью. При одинаковых режимных параметрах наибольшие диаметры капель и минимальные коэффициенты скольжения обнаружены в активной решетке. Эти данные получены для ступени. В этом случае заметно сказываются периодическая нестационарность и высокая турбулентность, неравномерность полей скоростей, давлений и температур, смещение дискретной фазы по радиусу и др. Для приближенной оценки влияния влажности результаты исследований сопловой решетки в турбине и пародинамической трубе представлены на рис. 3.33. Изменение А вл с ростом уо не строго соответствует линейному закону. [c.123]

Характер процессов в потоке конденсирующегося пара при заданных геометрических параметрах межлопаточного канала определяется газодинамическими режимными параметрами течения и начальным состоянием среды. Как показали экспериментальные (гл. 3) и расчетные (в рамках одномерной теории) исследования [61], расширение перегретого и насыщенного пара в сопловых решетках протекает с переохлаждением, близким к предельному (зона Вильсона), после чего начинается интенсивное влагообразо-вание. Важные особенности этого сложного нестационарного процесса были рассмотрены в гл. 3 (по данным экспериментальных исследований). Очевидно, что в рамках изложенного выше подхода (см. 4.2) к расчету спонтанно конденсирующегося конфузорного потока пара влияние пограничного слоя и некоторые аспекты перехода через зону Вильсона не могут быть учтены (см. 3.2). [c.136]

Рассмотрим некоторые результаты расчета спонтанно конденсирующегося пара в решетках при невысоких начальных давлениях и сверхзвуковых скоростях. Зона конденсации располагается в косом срезе межлопаточного канала, непосредственно за минимальным сечением, что иллюстрируется рис. 4.4, на котором приведены результаты расчета течений насыщенного и перегретого пара в сопловой решетке С-9012А в виде линий постоянных значений влажности г/(. Как видно, концентрация влаги растет вдоль косого среза до внешнего кромочного скачка уплотнения, в котором происходит некоторая подсушка потока. С ростом начального пере- [c.136]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...