Ступень с постоянной реактивностью

СТУПЕНЬ С ПОСТОЯННОЙ РЕАКТИВНОСТЬЮ [c.72]

Из формулы (2.45) следует, что в ступени с постоянной реактивностью осевые скорости воздуха претерпевают значительные изменения вдоль радиуса. На рис. 2.21 показано изменение осевой и окружной составляющих скоростей в различных сечениях и числа M.WI для такой ступени. Для сравнения там же штриховыми линиями нанесены соответствующие величины для ступени, имеющей те же данные на среднем радиусе, но выполненной с постоянной вдоль радиуса циркуляцией. Сравнение показывает, что закон постоянства степени реактивности ступени обеспечивает значительно более благоприятное распределение предварительной закрутки и [c.74]

Рис. 2.21. Изменение параметров потока по радиусу в ступени с постоянной реактивностью (рк=0,62 L =25 кДж/кг Иср=260 м/с)

Рис. 2.22. Лопатки ступени с постоянной реактивностью

Ступени с постоянной реактивностью и близкие к ним но характеру изменения сщ по радиусу находят широкое применение в авиационных ГТД, в особенности в качестве первых ступеней дозвуковых осевых компрессоров. [c.76]

СТУПЕНЬ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА С ПОСТОЯННОЙ РЕАКТИВНОСТЬЮ ПО ВЫСОТЕ ЛОПАТКИ [c.50]

Одним из распространенных типов ступеней с предварительной закруткой, возрастающей от втулки к периферии при постоянном значении L , является так называемая ступень с постоянной степенью реактивности. [c.73]

Давление воздуха при этом будет возрастать по радиусу в общем случае как перед рабочим колесом, так и за ним. Однако поскольку окружная составляющая скорости газа за ступенью гораздо меньше, чем перед рабочим колесом, давление pi растет по радиусу более резко, что приводит к значительному возрастанию степени реактивности по высоте лопатки. Для примера на рис. 5.6 показано изменение ia, йи, Pi, 1 и по радиусу в ступени с постоянной циркуляцией. [c.193]

Степень реактивности ступени с постоянной циркуляцией будет переменной по радиусу. В общем случае при i Ф О выражение для степени реактивности будет иметь вид [его можно вывести аналогично формуле (2.96)] [c.83]

Выбор степени реактивности и углов потока. Обычно в газовых турбинах применяют ступени с реактивностью на среднем радиусе р = 0,2- 0,5, которые характеризуются более высоким КПД и меньшим падением его на частичных нагрузках, чем активные ступени. Вдоль проточной части реактивность может оставаться примерно постоянной или возрастать в указанных пределах. [c.248]

На рис. 131 показан ротор, сваренный из шести поковок, четыре из которых представляют собой диски постоянной толщины с ободом, а две — полые барабаны, откованные заодно с валом. Ротор относится к двухпоточной конструкции цилиндра высокого давления мощной турбины пар поступает к середине ротора и расходится в обе стороны через активную регулирующую ступень и группу реактивных ступеней с каждой стороны. В связи с большим расстоянием между подшипниками конструкция ротора отличается большой жесткостью. [c.168]

Кроме того, такое простое облопачивание дает возможность при одинаковой температуре металла лопаток увеличить температуру газов перед турбиной и применить эффективное охлаждение. Увеличение к. п. д. установки за счет увеличения начальной температуры газов превосходит некоторое его уменьшение из-за применения активного облопачивания первой ступени. Принятие довольно больших осевых скоростей газа в первой ступени привело к уменьшению высоты рабочих лопаток, а следовательно, и напряжений от центробежных сил. Это в свою очередь позволило еще несколько увеличить температуру газов перед турбиной. Для уменьшения выходных потерь скорость выхода газа из второй ступени была принята значительно ниже, чем скорость выхода газа из первой ступени, и применено реактивное облопачивание. Проточная часть турбины выполнена с постоянным средним диаметром облопачивания. [c.129]

На фиг. 56 изображен продольный разрез одноцилиндровой турбины фирмы Броун-Бове-ри мощностью 20 ООО кет при 3 ООО об/мин. В качестве первой ступени турбины установлено двухвенечное колесо, все последующие ступени реактивные. Первая группа реактивных ступеней расположена на постепенно возрастающем диаметре барабана, а группа последних ступеней — на барабане с постоянным диаметром. Конструкция барабана этой турбины состоит из отдельных дисков, сваренных между собой по ободам. Применение дискового сварного ротора вызвано большими окружными скоростями и соответственно большими напряжениями, особенно в сварочных швах. [c.90]

Для ступеней с лопатками постоянного профиля (незакрученные ступени) степень реактивности по высоте лопаток приближенно соответствует зависимости (3.57). В этих ступенях при вычислении степени реактивности на среднем диаметре и для периферийного сечения часто пользуются упрощенными формулами [c.113]

Задача 4.5. В реактивной ступени газ с начальным давлением / о = 0,48 МПа и температурой /о = 800°С расширяется до 2 = 0,26 МПа. Определить степень реактивности ступени, если теплоперепад на лопатках /22 = 86,5 кДж/кг, показатель адиабаты к= 1,4, и газовая постоянная Л=288 Дж/(кг К). [c.150]

Задача 4.9. В реактивной ступени i аз с начальным давлением Ро = 0,48 МПа и температурой /о = 800°С расширяется до р = = 0,26 МПа. Определить относительный внутренний кпд ступени, если скоростной коэффициент сопла (р = 0,96, скоростной коэффициент лопаток i/ = 0,95, угол наклона сопла к плоскости диска ai = 22°, угол выхода газа из рабочей лопатки 2 = 24°, средний диаметр ступени d=OJl м, частота вращения вала турбины л =6000 об/мин, степень парциальности ступени е= 1, высота лопаток /] = 0,06 м, удельный объем газа v=l,51 м /кг, степень реактивности ступени р = 0,35, расход газа в ступени Л/г=20 кг/с, расход газа на утечки Му, = 0,2 кг/с, показатель адиабаты к =1,4 и газовая постоянная Л = 287 Дж/(кг К). [c.151]

В случае необходимости с помощью данного механизма можно осуществить регулирование скорости опускания груза. При пологой характеристике число оборотов двигателя, работающего на спуск груза, близко к числу его оборотов на холостом ходу. Это позволяет производить изменение скорости опускания путем изменения числа оборотов холостого хода переключением числа полюсов трехфазных электродвигателей или изменением магнитного поля двигателей постоянного тока. Весьма точное регулирование скорости спуска можно произвести даже при трехфазном двигателе введением в систему рычагов дополнительной пружины 1, имеющей предварительное натяжение (фиг. 213, а). При наличии такой пружины корпус вспомогательного двигателя при повороте под действием реактивного момента прежде, чем он разомкнет тормоз, должен преодолеть усилие пружины 1. В зависимости от включенной в данный момент ступени сопротивления двигатель работает на одной из искусственных характеристик а—<1 или на своей естественной характеристике е (фиг. 213, б). Возможный диапазон изменения чисел оборотов, а значит, и скорости [c.326]

За расчетное значение 1 з принималась величина 0,84, близкая к средней для имеющихся конструкций. Изменение г[) от 0,76 до 0,92, охватывающее весь практически возможный диапазон, не оказывает большого влияния на характеристики ступени (рис, 1.12). Отклонение величины vj) от расчетного значения приводит к ударному натеканию потока на входные кромки РК, однако углы атаки i не выходят за пределы 5°. Столь малые значения i практически не увеличат потери в РК и не повлияют на к. п. д. Вместе с тем изменение степени реактивности при постоянном X нарушает оптимальное распределение потерь в элементах ступени, и ее к. п. д. снижается по сравнению с теоретически до- [c.37]

РК на величину, моделирующую тепловое смещение ротора в натурных условиях на 28 мм. Характерный для варианта ЛПИ осевой участок на выходе из ступени обеспечил меньшее изменение радиальных зазоров при изменении осевых. Этим в значительной мере объясняется меньшее падение к. п. д. по сравнению с исходным вариантом. Оно составило 2,5 % при По = 0,5. Опыты с открытым РК показали, что асимметрия ступени не сказывается на ее суммарных показателях к. п. д., степень реактивности, число ( i/ o)opt остаются постоянными во всем диапазоне изменения асимметрии (рис. 4.10, б). [c.161]

Следует отметить, что приведенные опытные данные по влиянию переохлаждения на экономичность недостаточно точны, так как ряд параметров не выдерживался постоянным. Это прежде всего относится к числу Re, которое менялось с изменением начальной температуры. Правда, абсолютные значения чисел Re превышали 5-10 т. е. были близки к зоне практической автомодельности. Тем не менее совпадение опытных точек с теоретической кривой можно признать удовлетворительным. Здесь, однако, необходимо отметить, что перенос потерь от переохлаждения, полученных при и/со=0, на другие значения и/со возможен только при учете изменения реактивности ступени. Действительно, с ростом ц/со увеличивается р и, следовательно, при прочих равных условиях меняются параметры в зазоре в кромочных следах сопловых решеток, что вызывает конденсацию пара в вихревых дорожках и па поверхностях рабочих решеток. [c.96]

Сравнивая повышение давления в рабочем колесе и во всей ступени на различных радиусах, нетрудно на основании рис. 2.16 убедиться, что с увеличением радиуса все большая часть работы сжатия воздуха приходится на рабочее колесо, т. е. степень реактивности в такой ступени не остается постоянной вдоль радиуса, а непрерывно возрастает от втулки к периферии. [c.70]

После сопел паровой поток с большой скоростью поступает в решетку из турбинных рабочих лопаток, где кинетическая энергия пара преобразуется в механическую работу. В активных ступенях давление пара при проходе его через каналы решетки рабочих лопаток остается постоянным, в реактивных же ступенях давление пара уменьшается. [c.358]

Понижение начальной температуры при постоянном начальном давлении свежего пара приводит к увеличению весового расхода пара через турбину. В этом случае, несмотря на некоторое понижение мощности [формула (3-9)], проточная часть турбины будет работать с повышенными механическими напряжениями. В наиболее неблагоприятных условиях будет находиться последняя ступень турбины, где, помимо увеличения напряжений в рабочих лопатках из-за увеличенного весового расхода пара, будет иметь место повышенный эрозионный износ из-за увеличения влажности. Работа турбины с пониженной начальной температурой вызывает увеличение реактивности ступеней и увеличение осевого усилия на упорный подшипник, что объясняется уменьшением тепловых перепадов в регулирующей и последующих головных ступенях турбины. Это особенно опасно для крупных агрегатов, работающих с большими нагрузками на упорный подшипник. [c.73]

На рис. 2.22 показан вид лопаток входного направляющего аппарата, рабочего колеса и направляющего аппарата ступени с постоянной реактивностью. Из сравнения этого рисунка с рис. 2.18 видно, что рабочие лопатки в ступени с постоянной реактивностью мало отличаются от лопаток ступени с постоянной циркуляцией (последние обычно имеют несколько большую закрутку из-за более сильного изменения углов и Рг по радиусу). Существенно отличаются у этих двух типов ступеней лопатки неподвижных венцов. Так лопатки входного направляющего аппарата (если он установлен) для ступени с постоянной циркуляцией должны быть изогнуты у корня значительно сильнее, чем на периферии, в соответствии с условием r i = onst. Лопатки ВНА ступени с постоянной реактивностью, наоборот, должны быть сильно изогнуты в своей периферийной части и почти не отклоняют поток у корня. [c.75]

Для части высокого давления, а иногда и для всей проточной части турбины принимают постоянный корневой диаметр всех ступеней d = onst. Такой закон изменения диаметров всех ступеней позволяет обеспечить унификацию хвостовых креплений лопаток, постоянство диаметров обточки дисков, а также размеров канавок в дисках, протачиваемых для крепления лопаток. Если в группе ступеней с постоянным корневым диаметром принять постоянное значение отношения скоростей и степени реактивности в сечениях у корня рабочих лопаток, то все лопатки этой группы будут иметь одинаковые профили и, следовательно, лопатки будут отличаться только высотой. Такая унификация позволяет использовать один и тот же инструмент и приспособления, удешевляет изготовление турбины. [c.151]

КОСТИ зафиксировано в активной ступени, а минимальное — в реактивной. Промежуточное положение занимает ступень с лопатками типа периферийных сечений веерных ступеней. Графики на рис. 5.3, б относятся к режиму с переменной влажностью, но с постоянными значениями чисел М, Re, р, дисперсности Зк и по этой причине обладают универсальностью. Действительно, известно, что изменение перечисленных критериев существенно влияет на зависимости газодинамических характеристик решеток от уо (см. гл. 3), а следовательно, и на характер изменения Ат1ог(г/о). Этот вывод подтверждается графиками на рис. 5.3, в и 5.4, отражающими влияние М, Re и р на снижение КПД единичной ступени в зависимости от влажности. [c.158]

Ступень 4 спроектирована как ступень с приблизительно постоянной по высоте степенью реактивности (d i/dr = 0). Для нее угол ТННЛ выбран 20° 32 при ширине НЛ, равной 21,45 мм. Лопатки РК ступени 4 закручены так, чтобы обеспечить расчетные углы натекания и 2z== onst. При этом удельная работа /i мало меняется по высоте ступени, а выходная кинетическая энергия не слишком превышает минимальную величину, соответствующую заданному расходу. [c.205]

Накопленный опыт расчета ступеней с ТННЛ и изучение их экспериментальных характеристик позволили учесть главные особенности течения в таких ступенях и спроектировать высокоэффективную ступень 6 постоянной степени реактивности. В этой ступени кроме ТННЛ использована закрутка НЛ с увеличивающимся к корню углом ь Как показали расчеты (см. рис. XII.4), используя такую комбинацию конструктивных приемов, можно уменьшить искривление меридиональных поверхностей тока в межлопаточных каналах НА и снизить потери у периферии НА вследствие меньшего тангенциального наклона НЛ, чем в ступенях, спроектированных только с ТННЛ. [c.207]

Ступень 1Б спроектирована по изложенной в п. XI.2 методике с небольщим ТННЛ (бс = = 4° 20 ) и умеренной закруткой потока за ступенью (о 2с = 103°). При проектировании ступени 1Б срабатываемая ею изоэнтропийная разность энтальпий принята при той же окружной скорости на 12,5% больше, чем для ступени 1А, и выдержано условие dhuldr = 0. Расчетное снижение градиента степени реактивности Арт ступени 1Б по сравнению со ступенью 1А составляет 9%. Корневые степени реактивности и высоты НЛ ступеней 1А и 1Б одинаковы. Направляющие лопатки ступени 1Б имеют подобные по высоте профили с постоянным углом установки, линейные размеры профилей меняются пропорционально радиусу. Угол для ступени 1Б постоянен по высоте НА и равен 13° 43. Закрутка лопаток РК ступени 1Б существенно иная, чем закрутка РЛ ступени 1А. [c.216]

Ступень турбины с постоянным углом выхода потока из соплового аппарата. Одним из законов профилирования, получивших весьма широкое применение, является закон = onst. В этом случае сопловые лопатки имеют почти постоянный профиль по высоте, что значительно упрош,ает технологию их изготовления и делает более удобным осуш,ествление внутреннего охлаждения. При = onst получается сравнительно пологое изменение реактивности вдоль радиуса. Это позволяет осуш,ествить более благоприятные формы течения -на периферии и у корня лопаток (при длинных лопатках, характерных для последних ступеней турбины). Рабочие лопатки тоже оказываются менее закрученными, чем в случае СиГ = onst из-за меньшего изменения Pi и особенно Рг- [c.179]

Ротор может быть дискового, барабанного или комбинированного типа. Валы отковываются из сименс-мартеновской стали, а при высоких напряжениях также из никелевой стали. Диаметр вала почти всегда определяется п критическому числу оборотов. В зависимости от конструкции ступеней вращающиеся части, предназначаемые для установки лопаток, выполняются в виде дисков или барабанов. При больших диаметра,X диски насаживаются на вал в горячем состоянии (фиг. 28), при малых диаметрах диски отковываются из одного куска вместе с валом (фиг. 33—35). Следует по возможности избегать отверстий в дисках для выравнивания разностей давлений, т. к. они часто являются причиною поломок, вызываемых колебаниями. С другой стороны, отсутствие указанных отверстий часто ведет к большим превышениям давления и большому осевому сдвигу, в особенности если каналы лопаток имеют слишком малое поперечное сечение-или же оказыв 1ются суженными вследствие-отложения накипи или повреждения лопаток. Барабаны (фиг. 29, 31) применяются гл. обр. при реактивных ступенях, реже при активных. В последних ступенях конденсационных Т.. барабаны состоят часто из отдельных колес (фиг. 29, 31), так что подобное расположение-имеет вид группы дисков без промежуточных диафрагм. Вследствие низкого давления пара осевой сдвиг несмотря на большие поверхности незначителен. В части высокого давления барабаны выполняются с постоянным увеличением диаметра по направлению движения" [c.127]

Как указывалось ранее, для унификации хвостовиков лопаток в ЧВД и часто в ЧСД корневой диаметр выполняют постоянным для всех ступеней. Кроме того, для унификации профилей сопловых и рабочих лопаток в группе ступеней выполняют постоянными углы выхода из сопл а, и из рабочих лопаток Р2 J постоянны также отнощения скоростей (м/Сф)д и степень реактивности в корневом сечении р к. В этом случае треугольники скоростей для всех ступеней будут подобными при onst или равными при = onst. При соблюдении этих условий профили как сопловых, так и рабочих лопаток всех ступеней данной группы можно выполнять одинаковыми при условии сохранения изгибной прочности этих лопаток. Часто по условиям изгибной прочности лопатки последних ступеней в группе приходится выполнять с увеличенной хордой. [c.152]

Газ из камер сгорания поступает в турбину через входные ее патрубки 9, имеющие экран 11. Турбина двигателя имеет четыре реактивных ступени с лопатками, профилированными по высоте в соответствии с законом постоянной JI,иpкyляции. Как и у компрессора, у ротора — две опоры передняя 10 п задняя 18. [c.372]

Задача 4.4. В реактивной ступени газ с начальным давлением />0 = 0,29 МПа и температурой /о=820°С расширяется до 2 = 0,15 МПа. Построить треугольник скоростей, если скоростной коэффициент сопла ф = 0,965, угол наклона сопла к плоскости диска t = T, скоростной коэффициент лопаток ф = 0,Ю5, отношение окружной скорости на середине лопатки к действительной скорости истечения газа из сопл и/с, = 0,5, угол выхода газа из рабочей лопатки 2 = 20°, степень реактивности ступени р = 0,48, показатель адиабаты к=, ЪА и газовая постоянная Л = 288 ДжДкг К). [c.149]

Отмеченное в опытах (рис. 4.20) различие значений к. п. д. и степени реактивности объясняется сопротивлением, создаваемым осевым направляющим аппаратом, расположенным за РОС в отсеке. При малых значениях числа uJ a поток из РОС выходит с сильной отрицательной закруткой, что обусловливает значительные положительные углы атаки на входе в НА. Ударное натекание потока вызывает увеличение потерь и, следовательно, сопротивления НА. Давление перед НА увеличивается, что при постоянном перепаде давлений в отсеке приводит к снижению перепада давлений в РК РОС (по сравнению с работой РОС изолированно) и уменьшению степени реактивности. Аналогичные явления происходят и в области uJ g > uJ o)opt- Здесь темп роста степени реактивности должен уменьшиться, и увеличивается медленнее, чем в изолированной ступени. [c.177]

Двухступенчатые компрессорная и силовая турбины выполнены газодинамически как одна турбина. Степень реактивности закрученных лопаток на 1/3 высоты лопатки равна 50%. Направляющие лопатки имеют постоянный профиль. Вращение турбин в противоположных направлениях позволило допустить большую окружную составляющую скорости выхода газа из второй ступени компрессорной турбины. Это дало возможность увеличить перепад тепла на ступень и уменьшить потери с выходной скоростью в патрубке между турбинами. В турбине высокого давления срабатывается около 62% всего перепада тепла. [c.28]

Увеличение реактивности в ступенях, повышающих к. п. д. проточной части ступени, связано с большими утечками пара через корневое уплотнение лопаток, с повышением давления р4 перед диском ступени. Применяя проточную часть ступени, подчиняющуюся уравнению гса = onst, и имея высокую среднюю реактивность ступени, в корневом ее сечении можем получить желательную реактивность порядка 2—4%. Поэтому в турбинах больших мощностей соответственно с большими расходами пара, в которых в первых после регулирующей ступенях высоты лопаток более 50 мм при сравнительно небольшом d p, желательно применять проточную часть, выполненную по уравнению гСа = onst. Понижение реакции в корневых сечениях лопаток можно получить также, применяя закон закрутки только для направляющих лопаток. Сравнительные данные получены из приведенных примерных расчетов для второй ступени в двух вариантах в первом варианте (незакрученная проточная часть) реактивность, равная 24,7%, постоянна по высоте, во втором варианте проточная часть выполнена по уравнению гси = onst. Реактивность в среднем сечении 24,7%. Из этих примеров следует, что упорное давление на полотно диска значительно упало, особенно при переменном режиме с расходом пара, превышающим расчетный на 15%. В этом случае упорное давление имеет отрицательное значение, направленное против потока пара. В конденсационных турбинах, где средний диаметр проточной части составляет 900 мм, составляющая упорного давления на диски имеет значительную величину и применение закрутки приводит к сильному понижению упорного давления. [c.296]

На рис. 6-l(S показана зависимость к. п. д. Tioi (кривая 2) от ы/со ступени № 4, имеющей минимальное сечение каналов рабочих решеток, увеличенное в 1,55 раз по сравнению с решеткой ступени № 1 (см. рис. 6-17 и табл. 6-4). Как видно на графиках, кризисные явления здесь уже не наблюдаются, к. п. д. растет плавно во всем диапазоне отношений скоростей м/со- Реактивность ступени № 4 до значения ы/со<0,25 практически остается постоянной, равной р, р —0,05 (рис. 6-19). В то же время в ступени № 1 степень реакции рср возрастает от 0,08 до 0,14 при изменении и/со от 0,17 до 0,25. При более высокой конечной влажности ( 2т = 23%) и том же отиоше- [c.136]

Задача 4.4. В реактивной ступени газ с начальным давлением ро=0,29 МПа и температурой io=820° расширяется дор2=0,15МПа. Построить треугольник скоростей, если скоростной коэффициент сопла ф=0,965, угол наклона сопла к плоскости диска a = 17°, скоростной коэффициент лопаток г з=0,875, отношение окружной скорости на середине лопатки к действительной скорости истечения газа из сопл u/ i=0,5, угол выхода газа из рабочей лопатки 2=20°, степень реактивности ступени р=0,48, показатель адиабаты A=l,34 и газовая постоянная =288 Дж/(кг-К). [c.154]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...