Процесс конденсации в турбине

Сравнивая формулы (IV. 15) и (IV. 18), видим принципиальное различие между ними при начальном росте капель в области <С их радиус увеличивается пропорционально времени t, тогда как при I > размер капель растет пропорционально )/7. В расчетах процесса конденсации в турбине надо пользоваться той или иной из указанных формул в зависимости от размеров капель. [c.117]

ПРОЦЕСС КОНДЕНСАЦИИ В ТУРБИНЕ [c.127]

Как показывают расчеты, в процессе конденсации в проточной части турбины размеры капель настолько малы, что они имеют скорость, достаточно близкую к скорости движения пара. Поэтому при составлении баланса тепла капель не будем принимать во внимание тепло, выделяемое вследствие трения между ними и паром. [c.115]

В турбинах с относительно малым числом ступеней скорости пара велики. При большом числе спонтанная конденсация происходит уже в первом сопле. Если при этом градиент энтальпии велик,то достигается большое переохлаждение и возникает большое число ядер, что способствует образованию мелких капель в конце процесса расширения в турбине. [c.131]

Прошло три четверти века с тех пор, как Г. Лаваль стал строить турбины, работающие на влажном паре, и более полувека после опубликования фундаментальных исследований А. Стодолы о процессах конденсации, а проблему расчетов течения двухфазных сред и процессов эрозии в турбинных ступенях все еще нельзя считать полностью решенной. [c.226]

Это позволяло направить пар в сопло непосредственно с рабочих лопаток и практически исключить влияние выхлопного патрубка турбины. Пар из сопла направлялся после расширения в конденсатор. Для возможности сопоставления результатов, полученных в ступени и в статических условиях, были исследованы процессы конденсации в сопле без ступени. [c.323]

Если начало процесса расширения в турбине лежит ниже линии насыщения, а влага на входе в ступень крупнодисперсная, скачки конденсации с ростом влажности перемещаются против потока к минимальному сечению сопла. Это объясняется тем (см. гл. 6), что температура крупных капель Т2 оказывается не только выше температуры пара 7ь но и выше температуры насыщения Ts. Капли в этом случае испаряются, а степень неравновесности процесса расширения пара возрастает. Скачок конденсации перемещается против потока. [c.325]

Паровые машины в большинстве случаев снабжаются смешивающими конденсаторами, схемы устройства которых изображены на фиг. 5-65. Слева показана схема конденсатора с подачей охлаждающей воды и пара в верхнюю часть конденсатора (с параллельным током пара и воды), а справа с подачей пара внизу конденсатора (конденсатор с противотоком). Отсос паровоздушной смеси производится в первом случае сбоку конденсатора, во втором — сверху. Внизу показаны центробежные насосы для откачки охлаждающей воды и конденсата. В смешивающих конденсаторах конденсация пара происходит при со-с водой. Для увеличения поверхности соприкосновения вода подается в конденсатор отдельными струями и стекает постепенно по корытам (левая схема) или разбрызгивается, проходя через мелкие отверстия перегородок (правая схема). Смешивающие конденсаторы применяются для паровых машин, не требующих слишком большого разрежения, так как в них нецелесообразно такое глубокое расширение пара, как в паровых турбинах. Получение в смешивающих конденсаторах глубокого разрежения требовало бы чрезмерного расхода энергии на отсос большого количества воздуха, вносимого охлаждающей водой. Процесс конденсации в смешивающем конденсаторе происходит аналогично процессу в конденсаторах поверхностного типа. После поступления пара в конденсатор происходит массовая конденсация пара, затем постепенное охлаждение паровоздушной смеси. [c.351]

Точка 3 характеризует состояние воды на выходе из конденсатора, линия 3—4 — процесс повышения давления в питательном насосе, 4—5 — подогрев воды в паровом котле, точка 5 — состояние воды при температуре насыщения, 5—6 — парообразование в котле, 6—1 — перегрев пара в пароперегревателе. Точка 7 характеризует состояние пара, поступившего в турбину 7—2 — адиабатное расширение пара в турбине точка 2 — состояние отработавшего пара, выходящего из турбины 2—3— процесс конденсации пара в конденсаторе. [c.230]

Прямая У—2 изображает адиабатное расширение пара в турбине. Точка 2 соответствует состоянию отработавшего пара при давлении р . Энтальпия его i ) изображается площадью О—3—2—9—О —0. Прямая 2—3 изображает процесс конденсации пара, причем площадь 2—3—6—9—2, лежащая под прямой 2—3, соответствует количеству теплоты, отнимаемой от 1 кг пара в конденсаторе, т. е. площадь 2—3—6—9—2 = i —i . [c.231]

Далее в машине (турбине) происходит адиабатное расширение пара до давления (процесс e-f). После расширения температура пара равна 2. а энтальпия отработавшего пара ij. При этих параметрах начнется изобарный процесс конденсации пара (процесс f-d), в результате которого получится вода при температуре с энтальпией г .. Конденсат после адиабатного сжатия от давления р2 до давления pi в питательном насосе поступает в котел. [c.176]

Процесс 34 соответствует адиабатическому сжатию в компрессоре сильно увлажненного пара до его полной конденсации процесс 41 — испарению воды в котле до получения сухого насыщения пара процесс 12 — адиабатическому расширению пара в турбине или паровой машине до наинизших [c.572]

В котле Г при подводе теплоты = ql + q образуется сухой насыщенный пар высокого давления Pi. Образовавшийся в котле пар (на диаграммах точка 1) поступает па турбину Г, где адиабатно расширяется в процессе 1—2, производя полезную работу. Влажный насыщенный пар, полученный в процессе расширения (точка 2), поступает в конденсатор КД, где от него при постоянном давлении и температуре отводится теплота q. - Процесс конденсации 2—3 в цикле Ренкина доводится до получения насыщенной жидкости низкого давления р. (точка 5). Затем насосом Н жидкость подается в котел Г (процесс 3—4), на что затрачивается работа Давление жидкости адиабатно повышается от р до р . В этом процессе изменение температуры незначительно, поэтому точка 3, соответствующая насыщенной жидкости давления р , и точка 4, соответствующая ненасыщенной жидкости давления р , на S — Т- и S — i-диаграммах практически совпадают. (В s — i-диаграмме точки 3 ц 4 тоже совпадут, так как изобары в области [c.99]

Схема простейшей паротурбинной установки приведена на рис. 11.1. Рассмотрим цикл Карно в p v и Т — з координатах (рис. 11.2). В котле при постоянном давлении к воде подводится теплота, выделяемая в результате сжигания в топке котла топлива (в качестве топлива могут использоваться природный газ, каменный уголь и другие виды топлива). Процесс подвода теплоты 4—1 является изобарно-изотермическим процессом парообразования. Из котла сухой насыщенный пар с параметрами в точке 1 поступает в турбину. Пар, изоэнтропно расширяясь в турбине, производит работу (линия 1—2) и превращается во влажный насыщенный пар. В конце процесса расширения давление пара р2, температура Т . Затем пар поступает в конденсатор (теплообменник), в котором за счет охлаждающей воды от пара при постоянном давлении рг отводится теплота (линия 2—3), происходит частичная конденсация пара. Процесс отвода теплоты 2—3 является изобарно-изотермическим процессом. В схеме установки (см. рис. 11.1) при рассмотрении цикла Карно насос заменяют компрессор.ом. Влажный пар с параметрами в точке 3 подается на прием компрессора и изоэнтропно сжимается с затратой работы (линия 3-—4), превращаясь в воду с температурой кипения. Затем кипящая вода подается в котел, и цикл замыкается. [c.163]

Изменение давления в трубопроводе, вызванное резким повышением или уменьшением скорости движения капельной жидкости за малый промежуток времени, называют гидравлическим ударом. Этот колебательный процесс возникает в трубопроводе при быстром открытии или закрытии задвижки, при внезапной остановке насосов или турбин, при нарушении стыка или разрыве стенок трубы. При возрастании скорости потока давление уменьшается и может снизиться до давления парообразования. Последующая конденсация пара также приводит к гидравлическому удару. Возникающее повыщение давления может привести к разрущению трубопровода в наиболее слабых местах. Теоретическое обоснование гидравлического удара в трубах и методика его расчета впервые были даны Н. Е. Жуковским. [c.66]

Что касается циклов с распадающимся на две фазы рабочим веществом, в частности циклов паросиловых установок, то на том участке, где рабочее тело — влажный пар, изотермичность процессов подвода и отвода теплоты обусловлена поддержанием постоянного давления. Поэтому для процесса отвода теплоты, который лежит в области двухфазных состояний, ступенчатого сжатия не требуется. Для процесса подвода теплоты на том участке, где рабочее тело находится в виде перегретого пара, ступенчатый подогрев целесообразен, однако главным образом для повышения средней температуры рабочего тела на этом участке и увеличения степени сухости пара в процессе расширения (рис. 8.5). В этом случае также эффективна регенерация теплоты, которая осуществляется посредством ступенчатого расширения пара в турбине (на правой ветви цикла) с отбором между ступенями части пара для подогрева жидкого рабочего тела на левой ветви цикла. Точка завершения конденсации и точка окончания сжатия конденсата до давления отстоят одна от другой столь незначительно, что на чертеже сливаются. [c.513]

Принципиальная схема ПТУ на перегретом паре представлена на рис. 10.23,а цикл, совершаемый рабочим телом этой установки, — на рис. 10.23,6, а процесс в турбине — на рис. 10.23,в. В результате подвода теплоты к рабочему телу в котле К и пароперегревателе П образуется перегретый пар (состояние 1), который подается в турбину Т. В турбине происходит адиабатное расширение пара действительный (необратимый) процесс расширения 1—2д теоретический (обратимый) 1—2. После конденсации пара в конденсаторе КН давление воды питательным насосом поднимается до первоначального р. Процесс в насосе 2—3 на Г, 5-диаграмме практически сливается в точку и поэтому на рис. 10.23,6 не показан. Механическая энергия вращения ротора турбины преобразуется в электроэнергию в генераторе Г, часть этой энергии идет на привод питательного насоса ПН. [c.283]

Перегретый пар (состояние 1), образовавшийся в ре,-зультате подвода теплоты к рабочему телу в котле К и пароперегревателе П, поступает в турбину Т, где адиабатно расширяется. Действительный (необратимый) процесс расширения изображается линией 1—2д теоретический (обратимый) — прямой 1—2. После конденсации пара (процесс. 2—2 ) питательная вода подогревается в регенеративных подогревателях Рь Ра,. .., Рп ( — число регенеративных подогревателей) смешивающего типа. Подогрев происходит за счет теплоты пара из отборов турбины. На рис. 10.29 показаны два подогревателя первый Р и последний Рп. Перед каждым регенеративным подогревателем установлены насосы Н, а перед котлом К — питательный насос ПН, в котором давление поднимается до первоначального. [c.294]

Далее в турбине происходит адиабатное расширение пара 1-2 до давления / 2- После расширения удельная энтальпия пара равна i . Затем начинается изобарный процесс 2-3 конденсации пара (в области влажного пара — изобарно-изотермический), в результате которого получается вода при температуре с удельной энтальпией [c.239]

Адиабатный процесс расширения пара в турбине отображается на диаграмме s — Т вертикальной прямой 5—6, нижняя точка которой определяется температурой конденсации при давлении в конденсаторе, равном р2- [c.119]

Изобарно-изотермический процесс конденсации пара, поступившего из турбины в конденсатор, отображается горизонтальной прямой 6—/ количество тепла qi, поглощаемого в этом процессе от пара охлаждающей водой, выражается площадью 6—2—1 —6, равной разности энтальпий 15 — is. [c.119]

С созданием паровых турбин паровые поршневые машины практически полностью пере- стали использоваться, поэтому их работа здесь не рассматривается. Однако необходимо от-> метить, что существуют мнения о возможности их применения в качестве автомобильного двигателя, Турбина позволила перейти на более высокие температуры, а соответственно повысить КПД и производительность. В конце XIX — начале XX вв. в условиях интенсивного развития техники применение турбин совершило переворот в области создания корабельных двигателей и в энергетике. Несколько позднее появилась новая отрасль промышленности — авиация, которая также остро нуждалась в, легких и мощных двигателях. Паровая турбина в этом случае не могла стать выходом из положения большая масса, большие расходы воды и топлива, необходимость конденсации отработанного пара, медленный темп изменения частоты вращения делали ее непригодной для авиации. Эти требования и проблемы привели к созданию высокоскоростной авиационной газовой турбины. Недавно были сделаны попытки использовать газовую турбину в качестве автомобильного двигателя. Процессы, протекающие в газовой и паровой турбинах, существенно отличаются. Рассмотрим термодинамический цикл газовой турбины, а затем особенности ее влияния на окружающую среду. [c.76]

Пройдя паропровод, отработавший пар расширяется дополнительно в турбине вентилятора (на тендере) до давления р (точка 4). После этого пар поступает в секции холодильников, где происходит процесс конденсации пара примерно при атмосферном давлении. Полученный конденсат (точка, 5) собирается в баке, откуда он поступает в питательный насос, где давление конденсата повышается до котлового [c.246]

Таким образом, приведенные выше результаты эксперимента позволяют заключить, что флуктуационный механизм конденсации в конфузорных потоках (в решетках турбин) весьма существенно влияет на структуру и количественные характеристики пристенной турбулентности. Правомочно утверждать, что не только гидродинамическая турбулентность влияет на процесс конденсации конденсационный процесс генерирует особую конденсационную турбулентность, а при переходе в зону влажного пара с образованием мелких капель подавляет гидродинамическую турбулентность. [c.89]

Построим в / -диаграмме процесс расширения пара в турбине (фиг. 29). Для примера возьмем турбину с регулируемым отбором пара и конденсацией. Пар, поступающий из котельной, имеет начальные парамеры р , [c.52]

По указанным соображениям отбор пара в ФПГ предусмотрен не после ЦВД, а после первой ступени ЦНД (рис. 46). Этому давлению соответствует температура фреонового пара 140° С. При давлении фреона 2,5 МПа температура конденсации 20° С и принятом к. п. д. фреоновой турбины 87% процесс расширения в ней заканчивается вблизи линии насыш,ения. По условиям предотвращения недопустимой влажности пара в конце процесса расширения параметры фреонового пара в этом варианте не изменялись. Подогрев фреона осуществляется в трех подогревателях. Питательный и фреоновый насосы приняты с турбоприводом. [c.93]

В то время паровые турбины работали в основном на влажном паре, и неточности в определении расхода и потерь энергии приводили к существенным отклонениям от гарантий, а возросшие требования промышленности побуждали к уточнению расчетов. Проблема влажного пара привлекла внимание А. Стодолы [107]. Для разъяснения наблюдаемых явлений он выполнил теоретические исследования и поставил опыты. В соответствии с теорией Стодолы для сопел увеличение коэффициента расхода насыщенного пара объяснялось отклонением процесса расширения от равновесного. Процесс конденсации запаздывал, и температура пара оказывалась ниже равновесной, т. е. наступало переохлаждение пара. С этим явлением также были связаны дополнительные потери энергии, которые необходимо было учитывать в расчетах. [c.7]

Во многих исследованиях проточной части турбины процесс конденсации можно рассматривать как стационарный. Это означает, что поля скоростей и других параметров потока, определяемых координатами фиксированных точек пространства (метод Эйлера), явно не зависят от времени. Другими словами, в каждом сечении одномерного потока сохраняются неизменными все его параметры, в том числе и степень влажности. При этом условии в уравнении (11.16) можно отбросить объемный интеграл, относящийся к нестационарному потоку. Остальные члены уравнения означают лишь постоянство массового расхода G = G + G" в любом сечении канала [c.43]

Чем меньше размеры образовавшихся в процессе конденсации капель, тем более вероятно сохранение в проточной части турбины мелкодисперсной влаги — менее вредной с точки зрения эрозии лопаток и механических потерь. Определение местоположения обильного выпадения влаги и его смещение по усмотрению конструктора — главная задача управления процессом конденсации. [c.120]

Я- и. Френкель считал предложенную им формулу как грубое приближение к действительности. К этой формуле предлагались многочисленные поправки, некоторые — очень значительные. Вместе с тем процесс конденсации в турбине сильно зависит от нестационарных явлений, оценить которые можно лишь весьма приближенно. Поэтому и формулы для определения скорости ядрообразования представляют практический интерес лишь для выяснения качественной картины влагообразования. Для этой цели вполне достаточны поправки ЦКТИ, приближающие формулу Френкеля к действительному процессу в турбине. [c.227]

В то же время теория Френкеля была широко использована Г. Дьярмати [93] для расчетов процессов конденсации в паровых турбинах. [c.12]

Применение основных представлений учения о фазовых превращениях для описания процессов конденсации в паровых турбинах [1—3 ] имеет большое значение в развитии теории турбин. В настоящее время развиваются и усовершенствуются инженерные методы расчета различных процессов во влажно-паровых турбинах [4—6]. Ниже излагаются основные положения разработанной в ЦКТИ методики расчета влажно-паровых турбин с учетом неравновесной конденсации. Используется система уравнений одномерного стационарного течения влажно-парового потока при наличии неравновесных фазовых переходов [2, 6]. Система включает уравнения сохранения массы, количества движения и энергии, уравнения состояния и кинетические уравнения, описывающие процессы влаговыделения. [c.102]

В то же время незначительный температура и давление пара на входе в турбину АЭС позволяет выполнить стенки ЦВД сравнительна тонкими и отказаться от внутреннего корпуса. Это повышает маневренность установок и позволяет рассматривать их в ряде случаев как, пиковые. Однако наличие влажного пара приводит к снижению маневренности, Так, например, если процесс расширения в турбине начинается на линии насыщения (х=1) или при некоторой начальной влажности, то при дросселировании пара от начального давления, превышающего 30 KZ j M , происходит его увлажнение, а при значительных hi -жениях нагрузки возможно существенное охлаждение проточной частк из-за повышенной теплоотдачи от поверхности турбин к влажному пару. Нестационарные явления, возникающие в процессе спонтанной конденсации пара (гл. 2 и 6), требуют специально вибрационной отстройки лопаточного аппарата илк специальных перераспределений теп-лоперепадов по ступеням. [c.205]

В связи с влиянием аммиака на коррозию латунных сплавов его цоведение в процессе конденсации пара, начинающейся в последних ступенях турбины и за верша- [c.109]

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]

Решетки турбин часто работают в нерасчетных условиях, т. е. при изменяющихся углах входа потока, числах Маха и Рейнольдса и т. д. Представленная на рис. 3.3, а схема расположения возможных зон конденсации в межлопаточных каналах сопловых решеток не сохраняется при изменении геометрических и режимных параметров. Так, при увеличении относительного шага лопаток давление и температура вблизи минимального сечения падают, а за выходной кромкой растут. Можно предположить, что в таких решетках основная масса мелких капель возникает вблизи спинки, а роль вихревых кромочных следов в процессе конденсации оказывается менее значительной. Существенные изменения угла входа потока также приводят к иному механизму конденсации. В зависимости от угла входа ао при обтекании входных кромок возникают диффузорные участки и отрывы пограничного слоя, генерирующие вихревое движение. Одновременно при изменении углов входа потока меняется интенсивность концевых вихревых шнуров. Если углы входа меньше расчетного (ао<аор), интенсивность концевых вихрей возрастает и, наоборот, при ао>оор—падает. В первом случае (рис. 3.3, б) конденсация происходит в трех вихревых шнурах в двух концевых и в вихре, расположенном на входной кромке IV. Во бтором — основное значение имеет переохлаждение в вихре на входной кромке (рис. 3.3, б). При нерасчетных углах входа возможно появление отрывных областей на спинке в косом срезе V. Опыты подтверждают, что в таких областях возникает наиболее интенсивная конденсация. [c.76]

В этом аспекте представляют особый интерес характеристики ступеней при переходе зоны насыщения. Небольшое число опытных данных [155] подтверждает, что такой переход сопровождается снижением КПД в области малых перегревов Hso= = 0,971- 1,0), а затем его возрастанием при 0сопловой решетки, установленной за предвключенной ступенью и в одиночном суживающемся сопле (см. рис. 3.12 и 6.12). Следовательно, эксперименты с турбинной степенью подтверждают гипотезу, объясняющую-такое поведение КПД решеток и ступеней при переходе зоны Вильсона. Полученные результаты можно рассматривать как косвенное подтверждение возможности возникновения кризисных явлений в таких ступенях разрушения лопаток и дисков, вызываемые присутствием агрессивных примесей в паре, температурной усталостью, флуктуационностью процесса конденсации и изменениями пульсационного режима. [c.162]

Более сложна картина при числах М < 1 и различных градиентах энтальпии. В такой турбине характер процесса конденсации имеет важные особенности. Рассмотрим их на примерах (расчеты выполнены инж. Э. Э. Марковичем и Ш. И. Склянским в БИТМ). [c.128]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...