Действие рабочего тела на лопатки

ДЕЙСТВИЕ РАБОЧЕГО ТЕЛА НА ЛОПАТКИ [c.167]

Динамическое действие рабочего тела на лопатках вызывает осевое усилие Ру [c.362]

Рис. 11.25. К действию рабочего тела на рабочие лопатки

На роторы турбин действует усилие, направленное в сторону движения пара или газа и стремящееся сдвинуть ротор вдоль его оси — осевое усилие. Оно складывается из следующих составляющих осевого усилия Рд, действующего со стороны рабочего тела на лопатки осевого усилия, действующего на диски и их ступицы при наличии разности давлений перед и за дисками осевого усилия, создаваемого давлением рабочего тела на уступы или конусную часть барабана, на различные уступы вала и т. д. В зависимости от типа турбины, некоторые из перечисленных составляющих осевого усилия могут отсутствовать. [c.180]

Осевое усилие Р состоит из двух слагаемых осевого усилия Р, создаваемого рабочим телом, текущим по лопаткам осевого усилия Р", действующего вследствие разности давлений перед и за лопатками. Усилие Р является проекцией на направление оси турбины силы Р, действующей со стороны рабочего тела на лопатки. Поэтому на основании уравнения (П.24) можно написать [c.180]

Вытекающий из сопла поток рабочего тела, обладающий значительной кинетической энергией, действует на лопатки с силой, которая зависит от формы их поверхности (рис. 20.1). [c.167]

Расчеты по уравнению количества движения показывают, что при прочих равных условиях, например при заданной скорости истечения со и расходе рабочего тела т, с наибольшей силой поток будет воздействовать на лопатку, форма которой обеспечивает его поворот на 180° (рис. 20.1, б). Если позволить лопаткам перемещаться под действием струи, то движение газа по схеме (рис. 20.1,6) обеспечит при одинаковой во всех схемах скорости и наибольшую мощность, равную произведению действующей на лопатку силы на скорость ее перемещения. Отсюда, в частности, следует, что для получения максимальной работы поток должен не ударяться [c.167]

Для определения усилий, действующих на лопатки одной ступени турбины к движущемуся потоку рабочего тела, применяют основной закон механики о равенстве импульса силы приращению количества движения [c.334]

У многоступенчатых активных турбин суммарное осевое усилие компенсируют установкой упорных подшипников. У турбин, у которых все ступени реактивные, возникают большие сдвигающие усилия, пропорциональные перепаду давления на лопатках и площади кольцевого сечения, занятого лопатками, включая выступы для их крепления. Эти усилия могут несколько снижаться в результате реактивного действия струй рабочего тела, движущегося между лопатками. В целях уменьшения осевых усилий у реактивных турбин применяют не дисковые, а барабанные роторы, у которых осевые усилия создаются только в местах, где изменяется диаметр барабана (ступенчато или конически). [c.338]

Преобразование энергии на рабочих лопатках. В результате воздействия потока на рабочие лопатки возникает окружное и осевое усилия первое вращает ротор, второе воспринимается упорным подшипником. Для нахождения их величины применим к рабочему телу уравнение количества движения. В канал, образованный лопатками (рис. 4.4), за время дх поступает элементарная масса рабочего тела со скоростью Су. В установившемся движении такое же количество пара или газа вытекает из канала со скоростью Са- Изменение количества движения рабочего тела равно импульсу сил, действующих на поток (в данном случае сил реакции стенок канала Яр) [c.114]

Качественно процесс потерь в зазоре связан с перетечками рабочего тела со стороны давления лопаток на сторону разрежения и с течением рабочего тела в зазоре помимо рабочих лопаток. Взаимодействие этих двух потоков делает течение в зазоре настолько сложным, что единственным надежным средством получе-Бия достоверных данных является эксперимент. Полезно в этой связи обратиться к опыту совместного исследования радиальных зазоров и перекрыш в осевых ступенях с рабочими лопатками без бандажа. Результаты исследований показывают, что для каждого значения зазора имеется оптимальная величина перекрыши, причем, по приведенным данным [81, от /3 до % радиального уступа за НА должна занимать лопатка, а остальная часть приходится на зазор. С уменьшением радиального зазора до нуля к. п. д. осевых ступеней монотонно возрастает. Существование оптимального (для данного зазора) значения перекрыши связано с двумя противоположно действующими обстоятельствами. При наличии перекрыши поток поступает в зазор, претерпевая внезапное расширение. Вследствие этого снижается скорость потока, входящего в зазор, расход рабочего тела в зазоре уменьшается. Уменьшается также и воздействие на основной поток струи рабочего тела, протекающей в зазоре. В этом состоит положительное влияние перекрыши. [c.157]

На рис. 10.2 приведена схема динамического центробежного нагнетателя. Рабочее колесо, снабженное изогнутыми лопатками 1, вращается двигателем, расположенным в корпусе 2 Рабочее тело (ЖИДКОСТЬ газ), входящее в центральную полость колеса через патрубок 3, заполняет весь корпус И криволинейные каналы колеса между лопатками I. При вращении рабочего колеса под действием центробежных сил масса рабочего тела, находящегося в этих каналах, повышает энергию потока и выбрасывается им в спиральный канал, охватывающий рабочее колесо. Далее поток поступает в напорный патрубок 4 и трубопровод 5. [c.236]

При повороте потока в канале, образованном рабочими лопатками, на рабочее тело, движущееся с возрастающей относительной скоростью ы>2 > Wl, действуют центробежные силы. Последние [c.359]

В рассмотренной ступени турбины расширение рабочего тела происходит как в сопле, так и в рабочем колесе. Такие турбины принято называть реактивными потому, что сила, действующая на рабочие лопатки как результат увеличения относительной скорости рабочего тела в лопаточных каналах, рассматривается как реактивная сила вытекающего потока. [c.360]

Движущая сила. Движуш,ей силой называется сила, которая приводит машину в движение. В любом случае движение может осуществляться лишь при воздействии на ведущее звено внешней силы в виде рабочего тела, не входящего в состав машины. Этим телом в одном случае может быть пар или газ, действующий на поршень тепловой машины или на лопатки ротора турбины, в другом, например, в электродвигателе — электромагнитное поле. Если иметь в виду станки или другие механические [c.168]

На изгиб рабочие лопатки рассчитываются на режиме максимального расхода рабочего тела. Газодинамические силы, действующие на лопатку, можно представить в виде интенсивностей нагрузок и отнесенных к единице длины лопатки и действующих на лопатку в направлении указанных осей (рис. 11.18). [c.284]

В том уравнении первый член представляет собой импульс силы R, действующей со стороны лопаток на поток, а второй — импульс сил давления на поверхностях 1—I и 2—2, площади которых обозначены Q. В правой части уравнения записано изменение количества движения элементарной массы пара dm, вытекающей через сечение 2—2 и втекающей через сечение 1— I за элементарное время dx. Под Q понимают площадь, описываемую рабочими лопатками при движении в активном потоке рабочего тела. При полном подводе (парциальности е—1) площадь Q=ndh. [c.37]

Аэродинамические силы, действующие на рабочие лопатки при обтекании их рабочим телом, возникают вследствие поворота потока в каналах и его ускорения. Эти силы по своей природе являются аэродинамическими. Для их определения рассмотрим поток в рабочих лопатках (рис. 2.12), в котором выделим контур I—1—2—2—1, условно охватывающий одну лопатку. В действительности под этой лопаткой можно понимать все лопатки ступени. Правая и левая линии I—2 в этом контуре конгруэнтны и расположены на одинаковом расстоянии от соответствующих поверхностей соседних профилей, а линии I—I и 2—2 параллельны вектору окружной [c.51]

Периодические движения различных деталей двигателей, станков и других машин и механизмов приводят, независимо от характера внешних сил, к возникновению периодически изменяющихся инерционных усилий, действующих как на сами движущиеся детали машины или механизма, так и на станины, фундаменты или конструкции, связанные с машиной. Эти инерционные усилия рассматриваются как внешние при определении внутренних усилий взаимодействия между частицами тела. Внешние силы, действующие на детали или на конструкцию в целом, также могут изменяться периодически так действует давление горючей смеси на поршень, стенки и дно цилиндра в двигателях внутреннего сгорания, сопротивление штампуемой массы на рабочие органы штамповочных машин и молотов и т. п. Колебания, приводящие к появлению периодически меняющихся напряжений, могут возникнуть вследствие взаимодействия упругого тела с окружающей средой крыло самолета, лопатка турбины, гребной винт судна, движущиеся поступательно относительно жидкой или газообразной среды, приходят при некоторых условиях в колебательное движение вследствие автоматического изменения угла атаки, инициируемого сопротивлением среды при наличии восстанавливающих упругих усилий колеблющегося тела. К такому типу движений, входящих в класс так называемых автоколебаний, относятся и колебания мостов, мачт, градирен, проводов в воздушном потоке. Периодически изменяющиеся напряжения в телах могут возникнуть также при периодическом изменении температурных и лучевых полей. [c.288]

Вследствие криволинейного движения частиц пара в каналах между лопатками рабочего колеса возникают, как и при всяком -криволинейном движении материальных- тел, центробежные силы. Благодаря этим силам давление пара на вогнутую поверхность лопатки будет больше, чем на выпуклую. Разность сил, действующих на обе поверхности лопатки, и создает вращающий момент на валу турбины. [c.8]

Струя пара, вытекающая из неподвижного сопла, развивает усилие на рабочих лопатках. Произведение силы паровой струи на путь дает работу пара. Работа 1 кг пара, действующего на подвижное тело, равна [c.14]

Рабочие лопатки турбинных ступеней располагают на роторе турбины. В ступенях активного типа каждая рабочая решетка составляется из рабочих лопаток, набранных на ободе диска ротора. В ободе диска выточен паз, в который заводятся хвостовики рабочих лопаток. Необходимое расстояние между лопатками на ободе достигается за счет промежуточного тела, как правило, отфрезерованного заодно с хвостовиками лопаток. По периферии рабочей решетки межлопаточные каналы, как правило, прикрыты ленточным бандажом, приклепанным к торцам лопаток или отфрезерованным заодно с лопаткой. Конструктивное оформление рабочих лопаток зависит от усилий, действующих на них. В первую очередь это центробежные усилия, действующие на тело лопатки. Эти усилия возрастают с увеличением среднего диаметра ступени и длины рабочей лопатки. В коротких лопатках первых ступеней центробежные усилия сравнительно невелики, но достигают весьма больших значений в лопатках последних ступеней мощных конденсационных турбин. [c.118]

На рис. 15.35 показана схема одновального ГТД. При вращении компрессора под действием центробежных сил воздух отбрасывается к периферии ра чего колеса. В этом случае на воде в колесо создается разрежение, а поэтому воздух непрерывно поступает в компрессор. В компрессоре воздз х сжимается в несколько раз, в результате чего повышается его давление и температура. Так как давление воздуха после компрессора больше давления окружающей среды, то он стремится выйти в окружающую среду, двигаясь по каналу к выходу. После рабочего колеса воздух поступает в диффузор, представляющий собой расширяющиеся каналы (рис. 7.40). В диффузоре он тормозится, а поэтому его давление увеличивается (при торможении кинетическая энергия потока превращается в потенциальную энергию давления). Из диффузора воздух поступает в камеру сгорания, в которую через форсунку подается топливо. Топливо, смешиваясь с воздухом, сгорает, выделяя большое количество тепловой энергии. Смесь газов (рабочее тело) сильно нагревается (повышается его температура). Так как камера сгорания открыта, то при сгорании топлива давление рабочего тела не повышается, хотя оно сильно нагревается. Давление рабочего тела почти такое же, как и на выходе из диффузора. Из камеры сгорания рабочее тело поступает на лопатки соплового аппарата, где расширяется. Давление рабочего тела на выходе из соплового аппарата равно давлению окружающей среды. В сопловом аппарате происходит преобразование потенциальной энергии давления (сжатое в компрессоре рабочее тело подобно пружине) в кинетическую энергию потока. С большой скоростью газовый поток поступает на рабочие лопатки турбины, имеющие криволинейный профиль, в результате чего возникает центробежная сила Р (рис. 7.47), заставляющая рабочее колесо турбины вращаться. Принципиально работа газовой турбины не отличается от работы паровой турбины, рассмотренной ранее. Отличие состоит только в рабочем теле (водяной пар или смесь продуктов сгорания топлива). [c.447]

Это особенно четко проявляется три движении рабочего тела, например, по движущимся каналам между лопатками турбин. Внешняя работа dL в этом случае расходуется на работу dLu вытеснения рабочего тела по каналу и на техническую работу dLт x перемегце-ния самого канала в пространстве год действием сил, нормальных к стенкам канала. Следовательно, при видимом движении рабочего тела в открытых системах [c.16]

Рассмотрим плоскопараллельный поток рабочего тела, который проходит через рабочие лопатки турбины (рис. 97). Безударный вход газа (пара) на рабочие лопатки обеспечивается входом его под углом к направлению вращения лопаток и. На входе рабочее тело имеет относительную скорость w . Выход газа осуществляется с относительной скоростью Шз под углом Ра-Усилие потока, действующего на рабочую лопатку в направлении U, создает полезный крутящий момент наУвалу турбины, а усилие потока в направлении z через диск и вал турбины передается на упорный подшипник. [c.219]

Ступень турбины, у которой рабочее тело расширяется только в сопле, принято называть активной ступенью. У активных турбин давления по обе стороны рабочего колеса одинаковы, а теплоперепад и степень реактивносГи в рабочем колесе равны нулю. В активной турбине только в результате поворота потока создается сила, действующая на рабочие лопатки (активная сила). Относительная скорость т по величине теоретически не изменяется, а практически из-за потерь на выходе несколько меньше, чем на входе хю2<гюС). Рабочие лопатки активной ступени турбины симметричны по форме, а каналы почти постоянного сечения. График изменения давлений и скоростей представлен слева на фиг. 170. Более экономичны реактивные турбины. [c.360]

На турбинные диски, к которым доветалевым замком прикреплены рабочие лопатки, действуют радиальные центробежные растягивающие усилия. В результате вращения диска они возникают в его теле и непосредственно, и путем передачи от лопаток. Дополнительные напряжения создаются из-за постоянно существующих колебаний температуры диска. Температурный режим последнего определяется действием охлаждающего воздуха и воздуха, движущегося в потоке рабочих газов, а также любыми утечками рабочего потока в пространство над и под дисковым ободом. В практических условиях температура диска близка, и если выше, то ненамного, к температуре на выходе компрессора. Поэтому для дисков выбирают в основном материалы, способные работать при температурах до 670 °С. В промышленных турбинах для этих целей обычно применяют легированные стали, а в авиадвигателях— сплавы типа IN-718. [c.62]

Многие области техники используют достижения механики жидкости к газа. Авиация и кораблестроение, основными проблемами которых являются скорость, устойчивость и управляемость самолета, ходкость, устойчивость и управляемость судна, неразрывно связаны с аэродинамикой и гидродинамикой. Такая смежная с авиацией отрасль техники, как реактивная техника, не только использовала достижения предыдущей эпохи, но и поставила, главным образом, перед газовой динамикой, ряд новых задач, послуживших дальнейшему значительному развитию этой сравнительно молодой отрасли механики жидкости и газа. Так, например, конкретная задача о возвращении космического корабля или баллистической ракеты на землю через плотные слои атмосферы вызвала к жизни многочисленные исследования по борьбе с разогревом поверхности твердого тела за счет тепла, возникающего при диссипации механичес ой энергии потока вблизи поверхности тела (в пограничном слое), с плавлением или сублимацией (непосредственным испарением твердой поверхности без прохождения процесса предварительного оплавления) поверхности корпуса ракеты. Совокупность этих и многих других близких задач привела к образованию нового раздела механики жидкости и газа — аэротермодинамики. Отметим еще важное значение гидроаэродинамики и газодинамики в турбостроении и двигателестрое-НИИ, особенно в создании реактивных и ракетных двигателей. Проточные части гидротурбины, паровой и газовой турбин, реактивного двигателя, компрессора или насоса представляют собой сложные конструкции, состоящие из ряда неподвижных (направляющие аппараты) и подвижных (рабочие колеса) лопастных систем. При вращении рабочих колес составляющие их лопатки обтекаются с большими относительными скоростями водой, газом или паром. От правильного гидродинамического расчета формы профилей и конструкции лопаток рабочих колес зависит достижение требуемой мощности машины, ее высокого коэффициента полезного действия. Надо также уметь рассчитывать и лопастные направляющие аппараты водяной, воздушной или газовой 1урбины, улучшать и другие элементы проточной асти, от гидроаэродинамического совершенства которых зависит качество турбины в целом. [c.16]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...