Ступени большой веерности

Опыты подтверждают основные особенности структуры двухфазного парокапельного потока в решетках и в ступени большой веерности (рис. 5.6), сопловые лопатки которой имеют постоянный угол выхода, а рабочие — спрофилированы по условию постоянства [c.159]

Рис. 5,6. Структурные характеристики ступени большой веерности в парокапельном потоке (а) и распределение давлений, температур и углов выхода потока (б) по радиусу в зазоре и за ступенью

Вместе с тем, по данным [190], в периферийных сечениях ступеней большой веерности обнаруживается уменьшение локальной степени влажности (рис. 5.7,6). По-видимому, такой характер изменения у,г по высоте за рабочей решеткой возможен в трех случаях 1) при интенсивной внутриканальной и периферийной сепарации влаги в сопловой решетке 2) при отрывных течениях в периферийной зоне сопловой решетки (на входных кромках и на спинке сопловых лопаток) 3) при существенных отклонениях режима работы ступени от расчетного. Степень отклонения от нормального распределения влажности по высоте лопаток [c.161]

Резюмируя, можно заключить, что даже при использовании простейшей физической модели двухфазного закрученного потока, в которой внутренние силы трения в каждой фазе не учитываются, могут быть оценены некоторые эффекты межфазного взаимодействия, важные для оптимизации турбинных ступеней значительной веерности, а также центробежных сепараторов. Подтверждено, что распределение термодинамических параметров, скоростей и углов потока несущей фазы по радиусу и вдоль кольцевого канала зависит от влажности и дисперсности, т. е. от наличия жидкой фазы, степени неравновесности процесса, а также геометрических параметров канала. Такие зависимости должны учитываться в расчетах и при профилировании лопаточных аппаратов турбинной ступени. Закон закрутки лопаток ступеней большой веерности следует выбирать с учетом установленного влияния дискретной фазы. [c.176]

Развитие научных исследований в области газодинамики проточной части в известной мере тормозилось переоценкой точности и общности тех опытных материалов, которые были получены заводами по лицензиям. В результате пренебрежения условиями радиального равновесия в расчетах ступеней большой веерности паровых турбин при входе потока в рабочие колеса возникали значительные углы атаки, а это, как выяснилось позднее, приводило к существенному снижению их к. п. д.— иногда на несколько процентов. [c.14]

Аэродинамическая проблема. Война прервала все начатые работы по созданию экспериментальной базы для усовершенствования проточной части паровых турбин. Это крайне затрудняло проектирование новых турбин. Именно недостатком экспериментальных данных объясняется неустойчивость в выборе между одновенечной и двухвенечной регулировочными ступенями мощных турбин и сравнительно низкий к. п. д. ступеней большой веерности. [c.21]

Исследования, проведенные на ЛМЗ, в БИТМ и ЛКИ [25 гл. XI], показали, что для ступени как с перекрышей на входе, так и без нее, оптимальная форма меридионального профиля у периферии НА близка к конической. Угол раскрытия y" желательно выбирать меньшим чем 30°, так как при больших углах потери резко нарастают. Удачной характеристикой для обобщения опытных данных по влиянию угла у" на эффективность ступеней с относительно длинными лопатками оказывается угол эквивалентного конического диффузора 6э. В зависимости от этой характеристики [26] относительное снижение к. п. д. различных ступеней большой веерности ( г = 3,3-ь4,1), имеющих у" = 30- 50°, не превышает 2%, если 0э<5О- 7О°. При этом большим углам 6э соответствуют меньшие углы меридионального раскрытия у". [c.224]

Переменные режимы. При малых объемных расходах пара в последних ступенях мощных паровых турбин, даже если они имеют близкую к оптимальной форму меридиональных обводов, начинают интенсивно развиваться срывные явления. В опытах ЛПИ [16] со ступенью большой веерности (rfz— [c.225]

Резкое меридиональное раскрытие ступеней большой веерности — одна из главных причин воз- [c.226]

Увеличение осевого зазора между НА и РК — один из наиболее эффективных методов снижения ПАС. В ступенях большой веерности осевой зазор без заметного ущерба для к. п. д. ступени может быть выполнен настолько большим, что ПАС, действующие на РЛ под влиянием неравномерности потока, станут мало ощутимыми. Этого практически удавалось достигнуть в последних ступенях мощных турбин. [c.247]

Сделанные из этих опытов выводы имеют важное значение при использовании результатов исследований взаимодействия плоских решеток для оценки переменных аэродинамических сил в натурных ступенях большой веерности. [c.248]

Повышение окружной скорости последнего рабочего колеса вызовет ухудшение работы ЦНД на режимах с малым объемным расходом пара, что нежелательно в ожидаемых условиях будущей эксплуатации турбин. С этой же точки зрения неблагоприятно и увеличение степени веерности в последнем РК, так как в ступенях большой веерности срыв потока происходит при меньшем относительном объемном расходе Gv. Однако имеется эффективное средство борьбы с этим недостатком — деление последних рабочих лопаток на ярусы (см. п. XII.6) при этом значительно повышаются напряжения в лопатках и усложняется их изготовление. В будущем в случае применения новых материалов и более совершенных технологических процессов такое решение вполне осуществимо. [c.262]

Прямые измерения дисперсности влаги, образовавшейся в пределах данной ступени, отсутствуют, поэтому изменение модального размера частиц влаги но высоте лопатки, определяемое многими параметрами, приблизительно можно представить в основном только в зависимости от места возникновения влаги в проточной части турбины (рис. 7.20). Эти данные-ориентировочны и интегральны, так как при изменении параметров пара меняется режим работы ступеней, а это может существенно повлиять на распределение и дисперсность влаги по высоте. На рис. 7.20 приведены результаты экспериментальных исследований дисперсности влаги за турбинной ступенью большой веерности для случая, когда влага начинала образовываться в различных предшествующих ступенях. [c.291]

Расчет турбинной ступени большой веерности, работающий на влаж ном паре, проводится по равновесной г—s-диаграмме. Последовательность выбора и расчета основных геометрических размеров не отличается от последовательности расчета ступени в однофазной области. Турбинная ступень рассчитывается в первом приближении в нескольких сечениях без учета влияния влаги, но при этом располагаемый теплоперепад выбирается большим в соответствии с формулами (7.14). [c.299]

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТУПЕНЕЙ БОЛЬШОЙ ВЕЕРНОСТИ И ОТСЕКОВ ТУРБИН [c.335]

Рассмотренная выше картина характерна для активных ступеней малой и средней веерности, а также для корневых сечений рабочих лопаток последних ступеней турбин. В периферийных сечениях ступеней большой веерности образование пленки и законы течения ее будут иными. Влага, попадающая на спинку лопатки, будет двигаться параллельно потоку пара, так как силы трения между паром и пленкой и кориолисовы силы действуют в одном направлении (рис. 13-23,6). [c.377]

СТУПЕНИ БОЛЬШОЙ ВЕЕРНОСТИ [c.49]

Изменение степени реактивности и окружной скорости по высоте ступени приводит к существенному изменению треугольников скоростей (рис. 2.27). Действительно, в корневом сечении ступени реактивность обычно мала и треугольники скоростей имеют обычный вид. На периферии, где р может достигать 65—70 %, вектор скорости С] будет малым, а vv2 очень большим. Сильно по высоте изменится и угол входа на рабочую лопатку если в корневом сечении он составляет р] = 25 — 40°, то в периферийном сечении он может достигать 120— 160°. Меняется и разность углов Р2 и р , поэтому для корневого сечения требуется сильно изогнутый, а для периферийного — почти прямой профиль. Одним словом, для ступеней большой веерности из-за изменения треугольников скоростей для обеспечения высокой экономичности требуется изменять профили сопловых и рабочих лопаток по высоте. Эти требования усугубляются необходимостью [c.49]

Ступень, спроектированная по методу постоянного расхода, обладает малыми потерями энергии для всего практического диапазона ступеней большой веерности 10 > 0 > 2,5. Это наиболее распространенный метод закрутки ступеней с длинными лопатками. [c.113]

Рис. 3.37. Расчетная схема ступени большой веерности по методу струек

Рис. 3.38. Профили сопловых и рабочих лопаток в различных сечениях по высоте для ступени большой веерности

На основе выполненного детального расчета проточной части турбины на рис. 5.8 штриховой линией показан процесс расширения пара в h,. s-диаграмме, который отличается от процесса, построенного по предварительной оценке (сплошная линия). После детального расчета проточной части по среднему диаметру ступени проводят детальное профилирование ступеней большой веерности, уточняют размеры лопаток с учетом прочности и вибрационной надежности. [c.168]

В силу особенностей рабочего процесса и большой веерности лопаток выходного аппарата рабочего колеса расходная составляющая скорости на выходе из ступени и к. п. д. переменны по радиусу. [c.44]

Авторы [81] приходят к заключению, что ступени с большой веерностью целесообразно проектировать с конфузорным каналом в корневой зоне, что это позволит существенно повысить экономичность и надежность ступени в широком диапазоне изменения режимов ее работы. [c.13]

Заводы, строящие турбины активного типа, стремясь уменьшить число ступеней, выбирали в корневых сечениях ступеней ЦНД сравнительно низкую степень реактивности. Учитывая неблагоприятные условия течения пара в ЦНД, она всегда назначалась выше, чем в ЦСД,— обычно рт Ю- - 12%, а в последней ступени — до 40%. При этом у периферии степень реактивности получалась высокой из-за большой веерности ступеней (до 70%) [c.45]

Дело в том, что при уменьшении относительного объемного расхода в последней ступени снижается перепад энтальпии. При этом ступень работает в условиях, когда характеристическое число и/Со велико по сравнению с его величиной, обеспечивающей на номинальном режиме безударный вход потока в РК или малые углы атаки. При высоких же /Со появляются большие отрицательные углы атаки, особенно опасные в корневом сечении в случае применения активного типа профиля РЛ. К этому еще добавляется очень неблагоприятное влияние сильного раскрытия меридионального профиля у периферии ступени. Все это приводит к отрыву потока в корневом сечении. Как показали опыты, отрыв потока в ряде случаев начинается уже при объемном расходе, отнесенном к его расчетной величине, Gv — 0,6. На холостом ходу срыв может охватывать область от корневого сечения до 3/4 по высоте проточной части (см. гл. ХП). Сильные отрывы потока в последних РК были обнаружены в ступенях очень большой веерности (d < <3). При срыве поток устремляется к периферии РК и здесь вызывает запирание НА. Это сопряжено с затратой энергии от компрессорного эффекта и вентиляционных потерь и с опасными для лопаток нестационарными явлениями. [c.47]

В схему лаборатории включены также экспериментальные турбины влажного пара VIII, IX и XVI. Турбины выполнены двухвальными (с разрезным валом), причем первая ступень предназначена для создания естественного поля влажности и распределения параметров пе ед второй исследуемой ступенью. Турбина VIII предназначена для изучения внутриканальной и периферийной сепарации, а также интегральных и структурных характеристик ступеней с решётками умеренной веерности. В турбине проводят исследования обращенных ступеней И взаимодействующих кольцевых решеток. Конструкция позволяет производить быструю смену исследуемых объектов. Очевидно, что эти исследования могут быть проведены на естественно образующейся влаге, а также на искусственной влаге (путем включения третьей ступени увлажнения). Нагрузочными устройствами турбины являются гидротормоза. Турбина IX предназначена для исследования турбинных ступеней большой веерности и отличается от установки VIII размерами проточной части (веерностью исследуемых ступеней), а также конструкцией выходной части, позволяющей изучать взаимодействие последней ступени турбины с выхлопным патрубком. [c.31]

Рис. 5.7. Распределение относительной степени влажности по высоте за рабочей решеткой ступеней большой веерности по данным различных организаций [181] а — —опыты ЦКТИ О — ХТГ — МЭИ Д — Паметрада б—данные И. С. Вилера и К. И. Десаи Д —Г,=805 К P-I02 — Го=784 К Р=93% О — Т =7ЪТ Р=100%

Длинные рабочие лопатки последних ступеней большой веерности, имеющие у периферии малоизогнутый профиль, свойственный ступеням с большой степенью реактивности, при выполнении их [c.45]

В действительности в мощных паровых турбинах рабочий процесс в области моторных режимов значительно отклоняется от указанной выше схемы. При малых расходах в ступенях большой веерно-сти поток отрывается в корневой области РК и устремляется к периферии, порождая сильные радиальные течения в РК и за ним (см. п. ХП.6). Эти явления нарушают уравнения сплошности, использованные выше, и значительно повышают отрицательную мощность из-за компрессорного эффекта. Поэтому для ступеней большой веерности приведенные формулы дают лишь грубую оценку границы перехода к моторному режиму. Расчеты же потерь энергии на моторных режимах и особенно на режимах, близких к беспаровому, должны базироваться на экспериментальных данных. [c.92]

Скорость звука. Значительная неравномерность распределения влаги по высоте турбинных ступеней большой веерности приводит к необходимости учета изменения распространения скорости звука во влажном нар по сравнению с перегретым. Теоретические и экспериментальные исследования [7.15] показывают, что процесс распространения звука во влажном паре существенно сложнее по сравнению с таким процессом в однофазной среде. Скорость звука во влажном паре зависит от температуры пара и жидкости, давления, времени релаксации обмена междуфазовых процессов, скорости пара и жидкости и т. д. На рис. 7.24 приведены результаты проведенного в МЭИ расчета относительной скорости звука (а = где а и — скорость звука во влажном паре и перегретом паре) в зависимости от степени влажности за решеткой у и безразмерного времени релаксации межфазового обмена импульсом Тд = i/3 dl gPs)/ i ) для интервала температур пара (35—70) °С, где Рг — плотность жидкой фазы dg — среднемассовый диаметр капель — средняя скорость пара в канале р., — коэффициент динамической вязкости пара Ь — хорда лопатки. [c.296]

Исследования ступеней большой веерности в области влажного пара проводятся в настоящее время в научно-исследовательских институтах и заводских лабораториях [Л. 41, 52, 72, 85, 122]. Представляют интерес результаты, полученные Ф. В. Казинцевым, Б. М. Трояновским и А. И. Заниным (МЭИ) при исследовании ступени с d// = 2,75 [Л. 72]. Геометрические характеристики исследованной ступени следующие /] = 207 мм ai p=18° /bi p = 3,45 /2 = [c.335]

Следует отметить весьма существенную зависимость эффективности влагоудаления от окружной скорости рабочего колеса и геометрических углов входа и выхода лопаток. Так, в опытах БИТМ, проведенных на ступенях средней веерности, был обнаружен рост коэффициента влагоулавливания ip при увеличении скорости вращения рабочего колеса. Совершенно иные зависимости были получены в ЛПИ при испытании ступени большой веерности (значения коэффициентов влагоулавливания в зависимости от скорости лопаток приведены на рис. 13-21. Как видно из графиков, с ростом окружной скорости в пределах от 60 до 200 м1сек коэффициент il снижается с 50 — 60 до 5—10%. Резкое уменьшение сепарации влаги при больших окружных скоростях объясняется авторами дроблением капель, попадающих на поверхность лопаток, в результате чего образовавшиеся при дроблении мелкие капли увлекаются паровым потоком и проходят межлопаточный канал, не % соприкасаясь со стенками рабочих лопаток. [c.375]

Для решения некоторых двумерных и иространственных задач, в частносгп, для расчета осесимметричного потока в ступенях большой веерности представляется необходимым записывать основные уравнения движения и энергии в цилиндрических координатах г, 0, z. Запишем эти уравнения для частного случая установившегося движения при условии отсутствия вязкостного трепня внутри каждой из фаз, т. е. когда i = —pi E j,=—Pi и D = —p. Массовыми силами также будем пренебрегать, а силу взаимодействия между фазами, как и прежде, обозначим через R. Тогда уравнения сохранения примут вид [c.10]

Исследования ступеней большой веерности в области влажного пара проводятся в настоящее время рядом научно-исследовательских институтов и заводских лабораторий [Л. 10, 30, 36, 37, 65, 102, 175, 192]. Представляют интерес результаты, полученные ХТГЗ при испытамии модельного отсека последних ступеней мощной конденсационной турбины типа ВКТ-100 [Л. 102]. При проведении опытов начальное и конечное давления пара поддерживались постоянными, степень влажности пара по отсеку изменялась за счет изменения начальной температуры пара. Основные геометрические размеры [c.113]

Проведенные исследования ступеней большой веерности в ЛПИ [Л. 63] и МЭИ, в которых искусственно (с помощью форсунок) создавалась на входе крупнодисперсная влага, показали более значительное влияние начальной влажности пото- [c.116]

До сих пор при рассмотрении процессов в ступени предполагалось, что параметры потока в зазорах между соплами и рабочими лопатками, перед и за ступенью неизменны вдоль радиуса, т.е. р г) = = onst j (г) = onst aj (л-) = onst и т.д. Однако во всякой реальной ступени параметры потока вдоль радиуса изменяются. Эти изменения параметров сравнительно невелики в ступенях с с // = 0 более 10—13. Такие ступени называют ступенями с относительно короткими лопатками и при их расчете и профилировании изменением параметров по высоте лопатки пренебрегают. Ступени с 0 < 10 относят к ступеням с длинными лопатками (ступени большой веерности). В этих ступенях параметры вдоль радиуса (по высоте лопатки) изменяются значительно, что приводит к необходимости учитывать эти изменения при профилировании лопаток. В ступенях с длинными лопатками профили сопловой и рабочей решеток вдоль радиуса изменяются вследствие изменения углов потока на входе в решетки и выходе из них, т.е. лопатки приходится закручивать , чтобы обеспечить высокий КПД ступени. [c.109]

Чтобы спрофилировать лопатки для ступеней большой веерности, необходимо знать зависимости изменения параметров вдоль радиуса в зазорах между решетками. Для этой цели получим дифференциальное уравнение, связывающее изменение давления в зазоре вдоль радиуса со скоростью потока j. Рассмотрим ступень, в которой линии тока в потоке расположены на цилиндрических поверхностях, т.е. составляющие скорости вдоль радиуса равны нулю. Кроме того, будем считать неизменными параметры потока в окружном направлении, т.е. поток в ступени будем считать осесимметричным. Для вывода дифференциального уравнения рассмотрим элемент потока, выделенный в зазоре двумя цилиндрическими поверхностями с радиусами г иг + Аг, двумя меридиональными плоскостями, проходящими через ось ротора и составляющими между собой угол d ф, и двумя плоскостями, перпендикулярными оси ротора (рис. 3.34) и расположенными на расстоянии da. К выделенному элементу приложены силы давления по цилиндрическим поверхностям + / Л-ёф da и -(pi + d i,)(r + dr)d9da, по мери- [c.109]

Потока. Для случая коротких лопаток (X = d//>10) этим яЁле-нием пренебрегают, и все расчеты относят к среднему диаметру ступени. Лопатки большой веерности для обеспечения безударного входа потока по всей длине необходимо выполнять закрученными (рис. 4.8). [c.122]

Большая пародинамическая труба VI (рис. 2.1) ориентирована на исследо-шания решеток ступеней турбин большой веерности в условиях переменных режимов. Она оснащена системой подготовки потока влажного пара на входе, системой измерений параметров, автоматическим координатником и трехкомпо-нентными аэродинамическими весами для измерений сил и моментов, действующих на среднюю лопатку в решетке. Комплекс решеточных труб дополняется [c.30]

Решая обратную задачу, т. е. определяя форму лопаточного аппарата ступени, отвечающую заданным условиям течения, приходится, как правило, выполнять большое число вариантных расчетов, необходимых для выбора оптимальных конструктивных решений. Вместе с тем, если рассматривать турбинную ступень умеренной веерности и с небольшим углом меридионального раскрытия проточной части, то в некоторых случаях вполне допустимо пренебречь радиальными составляющими скорости потока и считать поверхности тока цилиндрическими. Тогда математическая и вычислительная части газодинамической задачи резко упрощаются, и решение в важнейших частных случаях оказывается элементарно простым. Первоначально для расчетов закрученных лопаток и были использованы такие простые решения в виде методов закрутки лопаток uA = onst, 1 = onst, p z = onst и т. д., которые не потеряли своего значения до настоящего времени [6, 17, 34 и 37 гл. III]. [c.189]

Смотреть страницы где упоминается термин Ступени большой веерности : [c.226] [c.226] [c.273] [c.168] [c.322]

Смотреть главы в:

Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки -> Ступени большой веерности

ПОИСК

Ступень

Экспериментальное исследование ступеней большой веерности и отсеков турбин

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...