Расширение газа в сопловой части

Подвод рабочего тела в корпус турбины осуществляется по-разному. В газовых турбинах газ подводится к соплам, расположенным в корпусе. В паровых турбинах высокого давления применяется часто конструкция, показанная на рис. П.39 и И.67. В корпус вставлены и приварены сопловые коробки с расположенными в них соплами. К сопловым коробкам приварены клапанные коробки. На рисунках четыре сопловые и клапанные коробки две вверху и по одной в каждой стороне нижней части корпуса. Такая конструкция обеспечивает возможность независимого расширения корпуса, сопловых и клапанных коробок. [c.184]

Располагаемая работа турбины. Рассмотрим сечения газового тракта турбины (см. рис. 14.40) на входе в турбину (индекс вх ), ва выходе из соплового аппарата (индекс 1 ) и на выходе из рабочего колеса (индекс 2 ). При адиабатическом расширении в проточной части турбины газ совершает удельную работу [c.205]

Наконец, самое главное и существенное упрощение, на которое мы вынужденно пойдем в целях простоты и наглядности последующих выводов. Примем, что процесс горения полностью заканчивается в камере сгорания, а последующее расширение продуктов сгорания в сопловой части происходит адиабатически без изменения химического состава газа, теплообмена и трения. [c.159]

Расширение газа в сопловой части [c.176]

И все же, несмотря на это обескураживающее обстоятельство, положительные свойства металлов нельзя сбрасывать со счетов. Не рассчитывая на слишком многое, металлами можно воспользоваться хотя бы как средством повышения теплотворности, и именно в этом качестве они уже нашли свое применение в твердых топливах. Добавка в смесевое топливо металлических порошков (алюминия, магния) повышает теплотворность топлива. Но доза должна быть строгой. Металла, конечно, следует добавить столько, чтобы стала ощутимой дополнительная энергия. Но в то же время его не должно быть и в избытке. Иначе рабочее тело будет перегружено конденсированным веществом, что уже не пойдет на пользу свободному расширению газов в сопловой части камеры. [c.220]

Кинетическое давление Рк, рассчитанное по модели, основанной на замене проточной части ступени одним каналом, как видно из табл. 4.17, оказывается ниже равновесного давления Ре. Условие Рк<Ре означает, очевидно, что для получения работы, равной работе равновесного режима течения, в случае кинетического расширения требуется срабатывание более значительного перепада давления. Это же условие позволяет заключить, что отклонение от состояния термохимического равновесия, приведшее к срабатыванию меньшего перепада давления по сравнению с равновесным перепадом давления (см. табл. 4.15 и 4.16), приведет к уменьшению работы, передаваемой от газа к рабочему колесу. Полученные результаты указывают на необходимость учета конечности скорости химических реакций при профилировании проточной части соплового аппарата и рабочего колеса ступени. [c.175]

Течение газа в косом срезе при сверхзвуковых скоростях истечения. Благодаря косому срезу в выходном сечении межлопаточ-ного канала может быть достигнута сверхзвуковая скорость потока. Если перепад давления в сопловом аппарате критический или меньше критического, то давление в узком сечении СА практически равно давлению на выходе из СА (/ р- . При перепаде давления больше критического рУр- > 1,85) в узком сечении СА устанавливается критическое давление Рт = ро/1,85, а в косом срезе происходит дальнейшее расширение газа, сопровождаемое увеличением скорости (М > 1) и поворотом потока. По аналогии работу косого среза можно сопоставить с работой расширяюш,ейся части сопла Лаваля, в котором одна граница струи является жесткой (выходной участок спинки лопатки), а другая свободной. Расширение сечения струи, необходимое для разгона сверхзвукового потока (в соответствии с уравнением профиля струи dflf == = (М — 1) dele) происходит за счет отклонения потока в сторону свободной границы струи. [c.154]

Основная допускаемая при этом погрешность заключается не в том, что течение принято внешне адиабатическим. Количество отводимого через стенку тепла действительно ничтожно мало по сравнению с общим запасом энергии потока. Дело совсем в другом. Процесс горения в камере при высоких температурах сопровождается диссоциацией, т, е. распадом продуктов сгорания на атомы, молекулы и радикалы, на что затрачивается часть тепловой энергии газа. В сопловой части камеры, по мере расширения газов, температура падает и происходят обратные реакции— реакции рекомбинации, а тепловая энергия частично восстанавливается. Значит, в отличие от адиабатического, мы имеем течение с подводом тепла изнутри самого потока. Поток неадиабатичен внутренним образом. Эта внутренняя неадиаба-тичносгь может быть в принципе учтена, если мы будем рассматривать поток с учетом изменения химического состава, по-прежнему считая его внешне адиабатическим. О том, как это делается, мы поговорим в следующей главе. Сейчас же заметим, что упрощающее предположение о постоянном химическом составе газовой смеси приводит к довольно ощутимым числовым погрешностям, но качественная картина остается правильной. А это пока для нас главное. [c.159]

Часть общего теплоперепада может срабатываться в сопловом аппарате, а другая часть —на рабочем колесе турбины. Обозначим статическое давление газа на выходе из соплового аппарата рс, изображенное на рис. 113 соответствующей изобарой. Пересечёние изобары рс с адиабатой 1 —2 определяет температуру Та при адиабатическом расширении газа в сопловом аппарате. [c.187]

Опишем цикл предлагаемой установки изображенный на Т, S-н Р, i — диаграммах (рис. 8.20). В предлагаемой установке в вихревой трубе происходит сепарация конденсата — жидкой фазы хладагента и отвод части несконденсировавшегося газа. Как уже отмечалось, вихревая труба выполняет роль конденсатора и расширительного устройства с переохладителем. После процесса охлаждения 2"—2 рабочее тело через завихритель 13 подается в вихревую трубу 3 в виде интенсивно закрученного вихревого потока. В процессе энергоразделения повышается температура у периферийного потока, перемещающегося от соплового ввода за-вихрителя 13 к крестовине 7. Температура периферийных масс газа на 30—50% выше исходной. Этот факт и высокий коэффициент теплоотдачи от подогретых масс газа к стенкам камеры энергетического разделения 14 приводит к интенсификации теплообмена и уменьшению потребной поверхности теплообмена у конденсатора, а, следовательно, обеспечивает уменьшение его габаритов и металлоемкости. В приосевом вихре, имеющем пониженную температуру за счет расширения в процессе дросселирования и вследствие реализации эффекта Ранка, происходит конденсация. Образовавшиеся капли влаги отбрасываются центробежными силами на периферию. Часть конденсата вытекает через кольцевую щель 18 в конденсатосборник, а другая уносится потоком и вытекает через кольцевое коническое сопло 9 в камеру сепарации 4. По стенкам камеры сепарации жидкая фаза хладагента стекает и отводится в испаритель 10. Из испарителя 10 жидкая фаза прокачивается насосом 11 через охлаждаемый объект 12, охлаждает его и возвращается в испаритель 10. Из испарителя 10 паровая фаза через сопло 17 поступает в вихревую трубу в центральную ее часть в область рециркуляционного течения и через коническое кольцевое сопло 9 выбрасывается в се-парационную камеру 4, откуда в виде паровой фазы всасывается вновь в компрессор 1, сжимается до необходимого давления и вновь возвращается через теплообменник 2 на вход в вихревую трубу 3. По межрубашечному пространству 16 между камерой энергоразделения 14 и кожухом 15 циркулирует охлаждающая [c.397]

Интенсивность подвода тепла от горячих газов к охлаждаемой стенке меняется вдоль оси камеры. Наибольший тепловой поток поступает в стенку в зоне самого узкого, так называемого критического сечения, наименьший — вблизи выходного сечения. Вдоль оси камеры существенно меняется также и давление газов наибольшее в камере сгорания, наименьшее — у соплового среза. В соответствии с изменением тепловых параметров газового потока должны в определенной мере меняться и проходные сечения в тракте охлаждающей жидкости, а формирование системы охлаждения в целом, особенно для больших камер, часто подчиняется зоналыюму принципу для сопла — одно, для камеры сгорания — другое. В частности, из схемы, показанной на рис. 3.10, видно, что охлаждающий сопло водород движется от соплового коллектора только до некоторого промежуточного сборника и, уже будучи достаточно нагретым, поступает к газогенератору, а для охлаждения самой камеры сгорания подводится новая свежая порция холодного водорода. Для сопел большого расширения, применение которых характерно для космических двигателей, работающих в вакууме, от проточного охлаждения выходной части сопла можно и вовсе отказаться тепловой поток сравнительно невелик, и охлаждение происходит за счет излучения. Охлаждающий компонент в таких случаях подводится к коллектору, расположенному поодаль от соплового среза. Тогда длина охлаждающего тракта сокращается и уменьшаются гидравлические потери. [c.126]

Для больших степеней расширения (S > 3) в сопловых решетках применяют профили, которые образуют межлопаточные каналы в форме сопл Лаваля (рис. 4.13). В турбинах с малым расходом газа часто применяют отдельные сопла, выполненные в виде сопл Лаваля. Сопловые аппараты, образуюш,ие сужаюш,е-расширяю-Щиеся каналы, позволяют получить большие сверхзвуковые скорости истечения. [c.235]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...