Работа и КПД ступени

РАБОТА И КПД СТУПЕНИ НА ВЕНЦЕ [c.222]

Околозвуковые и сверхзвуковые ступени благодаря повышенной закрутке и высоким окружным скоростям при использовании их в качестве первых ступеней компрессора (вентилятора) обеспечивают получение степени сжатия Яст—1,5. .. 1,9 и более при затраченной работе L t = 40. .. 70 кДж/кг и КПД ступени [c.78]

Перетекания через радиальный зазор приводят к снижению разности давления на профиле (уменьшению циркуляции и увеличению гидравлических потерь, что снижает работу в концевой части лопаток и КПД ступени). [c.164]

Степень повышения давления, работа сжатия воздуха и КПД ступени. На рис. 2.12 изображен процесс сжатия воздуха в ступени компрессора в pv и Гх-координатах. Изобары pi и рз соответствуют здесь давлению воздуха перед и за ступенью. Точка / изображает состояние воздуха на входе в ступень. В авиационных компрессорах, пропускающих через себя большие количества воздуха при сравнительно малой наружной поверхности корпуса, теплообмен между потоком в компрессоре и окружающей средой на установившихся режимах играет ничтожную роль. Поэтому мы будем в дальнейшем изложении считать внешний теплообмен в компрессоре в целом и в каждой его ступени отсутствующим. Если бы, кроме того, воздух в компрессоре был бы лишен вязкости, то процесс повы- [c.53]

Перетекание (утечка) воздуха через радиальный зазор приводит к понижению давления на вогнутой стороне лопатки (набегающей на поток) и к повышению его на спинке, т. е. к уменьшению разности давлений на поверхностях профиля, причем, как показывают эксперименты, этот эффект наблюдается на участке лопатки, радиальная протяженность которого превышает сам зазор в среднем примерно в 5 раз. Искажение эпюр распределения давлений по хорде и по высоте лопатки на этом участке носит сложный характер. Но в целом уменьшение перепада давлений приводит к снижению окружного усилия и, следовательно, к снижению работы, передаваемой воздуху в ступени. Бесполезные затраты энергии на перетекание воздуха через зазор и на создание вихревого течения у концов лопаток вблизи зазора приводят, кроме того, к падению КПД ступени. В результате снижения эффективной работы и КПД увеличение радиального зазора приводит к снижению напора (адиабатической работы) ступени. [c.92]

Эрозионный износ рабочих лопаток при ударах капель влаги о поверхность входных кромок лопаток (см. рис. 3.28) проявляется вначале в появлении шероховатости поверхности, затем на поверхности образуются углубления, кратеры, язвины, искажается форма профиля лопаток. При длительной работе возможно постепенное полное разрушение верхней части рабочей лопатки. В результате снижаются механическая прочность эродированных лопаток и КПД ступени. [c.129]

Исходные данные. В разд. 4.6.2,2 указано, что при и/с д > 0,2 автономная турбина всегда выполняется активной одноступенчатой. При меньших и с д двухступенчатая турбина со ступенями скорости имеет большие коэффициент работы и КПД. Однако из соображений простоты и для уменьшения массы и при меньших значениях ы/сдд автономная турбина может быть выполнена одноступенчатой активной. От автономной турбины требуется большой коэффициент работы [c.352]

Кпд ступеней турбины. Потери тепловой энергии в соплах, на лопатках и с выходной абсолютной скоростью в ступени турбины оценивают относительным кпд на лопатках %ц, который представляет собой отношение механической работы L 1 кг пара на лопатках ступени к располагаемому теплоперепаду Ло в ступени, т. е. [c.117]

Понятие окружного КПД. Отношение полезной работы 1 кг пара или газа на окружности ступени /г (окружного перепада энтальпий) к располагаемой энергии называют окружным КПД ступени. Под располагаемой энергией обычно понимают располагаемый перепад энтальпий ha- В многоступенчатых турбинах большая часть выходной энергии данной ступени используется в последующей. Эту часть энергии можно считать как бы перенесенной из ступени в ступень и не включат), в располагаемую энергию [c.115]

Важную роль в работе осевого компрессора имеют осевые зазоры Asj и As2 между рабочими и направляющими лопатками. Большая неоднородность поля скоростей в закромочном следе (коэффициент неоднородности поля скоростей s = АСа/Са доходит до 30. .. 40 %) существенно ухудшает обтекание профилей последующей решетки (особенно на больших углах атаки). При малых осевых зазорах, когда неоднородность потока велика, обтекание профилей при переменных углах атаки вызывает дополнительные потери. Изменение КПД ступени при увеличении осевого зазора обусловливается благоприятным влиянием выравнивания потока, отрицательным действием сил трения на граничных поверхностях в зазоре и изменением утечек. В зависи- [c.65]

С учетом перечисленных рекомендаций можно построить компрессорные решетки, вполне удовлетворительно работающие при Mo,i=0,9. .. 1,3. На рис. 2.43 приведено типичное изменение КПД ступени при изменении числа М набегающего потока (вызванном изменением частоты вращения) при обычных дозвуковых профилях и при использовании сверхзвуковых решеток. Важно отметить, что применение тонких профилей с острыми кромками, позволяя улучшить КПД при больших значениях M i, в то же время почти не приводит к ухудшению эффективности работы ступени в дозвуковой области. [c.95]

Увеличение суммы адиабатических работ отдельных ступеней по сравнению с адиабатической работой компрессора приводит к соответствующему снижению КПД компрессора по сравнению с КПД его ступеней. Связь между КПД компрессора и КПД входящих в него ступеней можно установить, если известны значения адиабатической работы сжатия в каждой ступени. Используя определения КПД компрессора (3.5) и ступени (2.16), равенство (3.9) можно-переписать в виде [c.104]

Если после перехода режима работы ступени в точку Б продолжать уменьшать расход воздуха через нее, то зона срыва увеличивается в размерах, занимая все большую часть окружности колеса. Напор и в особенности КПД ступени при этом продолжают падать. Кривая Б на рис. 4.19 отражает только изменение осредненных значений Н и Са в этой области режимов, поскольку поток здесь существенно неравномерен по окружности колеса и во времени. [c.136]

Будем полагать далее, что на расчетном режиме работы компрессора все ступени работают согласованно и, следовательно, расчетный режим совпадает с режимом максимума КПД прн Ппр=1- Тогда, задавшись рядом значений Ппр [c.178]

Степень понижения давления, работа расширения газа и КПД. На рис. 5.4 и 5.5 изображен процесс расширения газа в ступени газовой турбины в pv- и ts-координатах. Точка О, лежащая на изобаре соответствует состоянию газа на входе в сопловой аппарат. Линия О—2ая изображает идеальный (адиабатный) процесс расширения газа в неохлаждаемой ступени. В is-координатах эта линия представляет собой вертикальную прямую. Действительный процесс расширения газа в ступени сопровождается гидравлическими потерями, приводящими к выделению тепла трения и увеличению энтропии, и может быть условно представлен политропой [c.186]

Пароохладитель (ПО) целесообразно устанавливать в первую очередь для пара первого отбора после промежуточного перегрева. Пароохладитель представляет собой пароводяной теплообменник, в котором вода нагревается в результате понижения перегрева без конденсации пара. Схемы включения пароохладителей могут быть различны. Наиболее распространена схема с добавлением поверхности ПО к поверхности нагрева подогревателя данной ступени. Такой встроенный ПО размещают в одном корпусе с собственно подогревателем. Вода из подогревателя поступает в пароохладитель и из него в следующий подогреватель (рис. 5,14). Охлажденный водой пар должен иметь остаточный перегрев (не менее 10— 15 °С) во избежание конденсации пара. При обычном пленочном типе конденсации теплота передается воде при температуре насыщения (конденсации), и воду нельзя дополнительно подогреть в ПО. Эффект от установки ПО теряется. Охлажденный пар после ПО поступает в собственно подогреватель, подогретая (на несколько градусов) вода после ПО, как обычно и без ПО, поступает в следующий подогреватель I7J. В этом случае недогрев воды в П2 уменьшается, расход пара на П2 возрастает, а на П1 — несколько уменьшается. Работа пара регенеративных отборов возрастает, и КПД турбоустановки несколько повышается. Методика расчета схемы регенерации и оптимизации ее параметров остается обычной. [c.64]

Вначале рассмотрим влияние = ро1р2 на расход газа, работу и КПД ступени турбины при постоянном значении частоты вращения п. При этом для простоты будем полагать, что температура и давление газа То и рЬ) на входе в ступень остаются постоянными и равными их расчетным значениям, а изменение Ят происходит путем изменения давления на выходе из турбины. В данном случае будем иметь Gp.np = Gp и пр = [c.201]

Изложенные выше понятия степени повышения давления, адиабатической работы и КПД ступени базировались на использовании действительных (статических) параметров воздушного потока перед и за ступенью. В исследованиях и расчетах авиационных компрессоров широко используются также параметры заторможенного потока воздуха. Если pi — полное давление в потоке воздуха перед ступенью, а рз — лолное давление на выходе т нее, то отношение Лст= Рз/Pi называется степенью повышения полного давления в ступени. Адиабатическая работа ступени в параметрах заторможенного потока (адиабатический напор) по аналогии с (2.8) определяется формулой [c.56]

Характер работы и кпд ступеней. Активные ступени. Па фиг. 13 и 14 дан разрез активной ступени, на фиг. 15— соответствующая диаграмма г—8 и на фиг. 16— план скоростей . Треугольник, соответствующий выходу пара, изображен на фиг. 16 дважды один раз сцлощными линиями в его естественном положении и вторично пунктиром при повороте на 180°, на стороне, соответствующей впуску пара. Последнее изображение более [c.116]

Рост потерь из-за перетеканий в радиальном зазоре и уменьшение подводимой работы в концевой части лопатки приводят к снижению напора (адиабатной работы сжатия) и КПД ступени. [c.64]

Характео изменения параметра работы Lr/Tn по Лт определяется формулой (7.1), из которой следует, что этот параметр пропорционален (1 — l/ T ) и КПД ступени. Параметр момента, как следует из (7.6), пропорционален L jTo и G . [c.227]

Конструкции узлов стационарных, транспортных и авиационных ГТД и ГТУ достаточно разнообразны. Стационарная энергетическая установка ГТ-КЮ-750 (см. рис. 4.16) предназначена для работы в качестве пиковой, но может работать и как базовая. Топливом служит газ или жи.дкое топливо. Мощность установки 100 МВт при температуре окружающето воздуха 278 К и начальной температуре газа 1023 К. КПД установки составляет 28 %, расход воздуха через комггрессор низкого давления 435 кг/с, длина лопатки первой ступени компрессора 520 мм. [c.193]

Доля круннодиснерсной влаги к = бка/(убвл> где — расход крупнодисперсной влаги у — степень влажности ( вл — расход влажного пара в единицу времени в рассматриваемом сечении, в общем случае зависит от места ее возникновения, степени влажности пара, геометрических параметров решетки и т. д. Как показывают исследования, закон изменения X = f (I) в зависимости от места возникновения влаги близок к закону изменения влажности по проточной части. Во всех случаях с ростом влажности доля крупнодисперсной влаги возрастает. При малой диаграммной влажности г/2д<3% доля крупнодисперсной влаги составляет всего несколько процентов, так как в этом случае влага образуется лишь в пределах рассматриваемой ступени. В то же время при нерасчетном режиме работы проточной части турбины (частота вращения ротора (й < 0,5(Оном) при У2д = 3-н4%) доля круннодиснерсной влаги существенно возрастает, так как из-за низкого КПД в зоне влажного пара будут работать уже несколько ступеней. [c.274]

Для обеспечения работы трансзвуковых и сверхзвуковых ступеней с высоким КПД необходимо специальное профилирование лопаток и выбор умеренных значений диффузорности межлопа-точных каналов. Отличительными особенностями профилей лопаток таких ступеней являются малая относительная толщина (с = 0,05. .. 0,03 и менее), смещение максимального прогиба средней линии на 0,5. .. 0,6 хорды, тонкая передняя кромка, наличие прямолинейного или близкого к нему входного участка спинки профиля (рис. 3.7 3.8). [c.71]

Из соображений обеспечения устойчивой работы и приемлемых значений КПД крайних ступеней на jiepa 4eTHbix режимах (см. гл. 7) величину расчетного значения Я на первых и последних ступенях уменьшают. [c.95]

В центробежных ступенях, используемых в авиационных ГТД, вход воздуха в рабочее колесо обычно выполняется либо без закрутки, либо с закруткой по-направлению вращения с целью снижения чисел M ,i. Однако в отличие от осевых ступеней степень реактивности центробежной ступени слабо зависит от Сщ и может быть оценена по формуле (2.33). Для ступени с радиальными лопаг-ками 2u 0,9 2, что соответствует рк 0,55. Применение лопаток, загнутых против вращения (см рис. 2.6, в), ведет, как указывалось, к уменьшению коэффициента нагрузки и к снижению С2и/ г, т. е. к увеличению р . Вследствие положительного влияния поля центробежных сил КПД процесса сжатия воздуха в рабочем колесе центробежной ступени обычно заметно больше, чем для аппарата (диффузора). Поэтому увеличение рк, т. е. увеличение доли общей работы сжатия, приходящейся на рабочее колесо, благоприятно сказывается на КПД ступени. Применение лопаток, загнутых по вращению (Рг>90°), что соответствует рк<0,5, наоборот, позволяет увеличить коэффициент нагрузки р,, но приводит обычно к снижению КПД ступени. [c.64]

Уменьшение высоты лопаток от ступени к ступени может достигаться либо увеличением внутреннего диаметра, либо уменьшением наружного диаметра рабочих колес и неподвижных аппаратов, либо, наконец, одновременным изменением обоих диаметров. Возможные формы проточной части многоступенчатых одиоконтур--ных компрессоров показаны на рис. 3.8. По конструктивным и технологическим соображениям наиболее удобными являются схемы,, в которых либо наружный, либо внутренний диаметр у всех ступеней остается одинаковым (схемы У и 2). В схеме 1 средний радиус постепенно возрастает от ступени к ступени, что позволяет получить благодаря большим окружным скоростям значительно большую адиабатическую работу сжатия в каждой из средних и последних ступеней, чем для схемы 2 (при одинаковых параметрах первой ступени), и за счет этого уменьшить потребное число ступеней. Вместе с тем, при одних и тех же значениях Gb и Лк и одинаковой скорости на входе в схеме 1 высота лопаток в последних ступенях получается (из-за большего среднего диаметра) заметно меньшей, чем в схеме 2, что неблагоприятно сказывается на КПД ступеней. Кроме того, несмотря на уменьшение числа ступеней в схеме 1 (по сравнению со схемой 2), масса компрессора уменьшается при этом не очень сильно, так как последние ступени в схеме 1 получаются более тяжелыми из-за большего их диаметра. Таким образом, каждая из этих схем имеет свои достоинства и недостатки. [c.109]

Такое распределение работы характерно для компрессоров, состоящих из достаточно большого числа однотипных ступеней (г= = 5—6 и более). В некоторых случаях для увеличения степени повышения давления и производительности уже спроектированного осевого компрессора к нему добавляется опереди еще одна ( нулевая ) ступень. Если в качестве такой ступени используется трансзвуковая ступень, а остальные ступени дозвуковые, то модифициро--ванный компрессор будет иметь ступени смешанного типа. В эток случае распределение работы сжатия по ступеням будет иметь иной характер. Трансзвуковую ступень для получения хороших значений КПД обычно выполняют довольно сильно нагруженной. В дозвуковой части компрессора распределение работы остается прежним. Но вследствие повышения температуры воздуха при сжатии его в трансзвуковой ступени окружные скорости в дозвуковых ступенях при сохранении прежнего уровня чисел М могут быть несколько увеличены. Если эта возможность может быть реализована по условиям прочности лопаток, то адиабатическая работа сжатия в каждой из дозвуковых ступеней будет соответственно увеличена. На рис. 3. 9 этот случай представлен кривой 2. [c.111]

В условиях эксплуатации и высота, и скорость полета, и частота вращения изменяются в широких пределах. При этом степень повышения давления, расход воздуха, окружные скорости, а следовательно, числа М и углы атаки на лопатках различных ступеней также изменяются и могут существенно отличаться от их расчетных значений. Это может явиться причиной значительного изменени.ч потребляемой мощности и КПД компрессора, а в некоторых случаях — появления неустойчивости в его работе. Поэтому возникает необходимость в определении указанных параметров и в проверке устойчивости работы компрессора не только на расчетном, но и на других, нерасчетных режимах. В заводской практике с этой целью могут проводиться дополнительные расчеты параметров потока и углов атаки во всех ступенях компрессора еще на нескольких режимах его работы. Но в отличие от основного (расчетного) режима эти расчеты являются проверочными, поскольку геометрические размеры и форма лопаток ступеней здесь оказываются уже заданными. [c.114]

Рис. 4.11. Изменение эффективной работы, адиабатического напора и КПД осевой ступени при изменении осевой скорости воздуха ( = onst)

Если число Re становится ниже критического, то прежде всего, как видно из рис. 2.37, возрастает коэффициент сопротивления решеток колеса и аппарата ступени, что приводит к снижению КИД. Кроме того, отклонение потока в решетке колеса АЗ (при данном Са, т. е. при неизменном угле атаки) такж уменьшается с падением Re, что приводит к снижению работы Яг, передаваемой воздуху колесом. В результате при снижении числа Re наблюдается существенное падение КПД и напора ступени, а вся характеристика смеш,ается влево, в сторону меньших расходов. Форма ее при этом почти не изменяется. [c.156]

Менее существенной особенностью работы ступени и компрессора в неравиомерном поле скоростей является то, что вследствие отклонений от оптимальных условий обтекания лопаток КПД ступени (компрессора) и максимальное значение расхода воздуха могут быть несколько снижены. Но это снижение обычно гораздо менее заметно, чем смещение границы устойчивости. [c.161]

В подразд. 4.6 было показано, что при йпр<1 режимы работы первых ступеней переходят на левые ветви их характеристик, приближаясь к границе срыва, а у последних ступеней — на правые ветви с отрицательными углами атаки, с пониженными значениями напора и КПД. При гёпр>1 (рассогласование ступеней имеет противоположный характер. Для уменьшения рассогласования ступеней многоступенчатого компрессора на нерасчетных режимах и улуч-шеяия работы его в различных условиях эксплуатации в авиационных ГТД широко применяются (различные способы регулирования компрессоров, целью которого могут быть [c.166]

В то же время затрата дополнительной работы на сжатие воздуха, выпускаемого через систему перепуска, приводит обычно к необходимости увеличения подачи топлива для поддержания неизменной частоты вращения ротора ГТД и соответственно к увеличению температуры газов перзд турбиной, что влечет за собой умень-П1ение объемного расхода воздуха через последние ступени компрессора. В результате осевые скорости воздуха в этих ступенях уменьшаются, а углы атаки увеличиваются, также приближаясь к расчетным, что приводит к увеличению напора и КПД последних ступеней. Таким образом, открытие клапана (ленты) перепуска при пониженных значениях Пщ, приводит к увеличению запаса ус- [c.167]

Окружная скорость лопаток колеса ограничивается прочностными и конструктивными соображениями и обычно не превышает 350—370 м/с, лишь в отдельных случаях достигая 450— 500 м/с. Увеличение коэффициента нагрузки сверх 1,7—1,8 ведет к снижению КПД ступени. Следовательно, на валу одноступенчатой турбины можно в среднем получить работу 200—300 кДж/кг. Получение более высокой Lt в одной ступени связано либо с применением повышенных окружных скоростей, либо с увеличением коэффициента нагрузки (т. е. со снижением КПД). Поэтому в случаях, когда необходимо получить на валу турбины работу, существенно превышающую указанные значения, обычно применяются многосту пенчатые турбины. [c.215]

Постановка второго рабочего колеса позволяег при и/й=0,15. .. 0,22 уве личить работу (и мощность) на валу турбины на 25—45% по сравнению с одноступенчатой турбиной, работающей с тем же значением uj i. Но достижимые значения КПД из-за дополнительных потерь в НА и РКП оказываются здесь существенно ниже, чем в одноступенчатой турбине. Низкие значения КПД практически исключают целесообразность применения турбин со ступенями скорости в основном газовоздушном тракте авиационных ГТД. [c.222]

Проектирование вентиляторов и компрессоров низкого и высокого давления современных ГТД сопровождается трудностями, присущими созданию авиационного осевого компрессора с высокой степенью повышения давления в ступени при высоком КПД и необходимом запасе устойчивости при работе в напорной системе двигателя. При этом одним из основных путей снижения массы и габаритных размеров авиационного компрессора является уменьшение его внешнего диаметра и числа ступеней. Применение трансзвуковых и сверхзвуковых ступеней позволяет при увеличенных значениях осевой скорости и относительной скорости потока (Мш1 = набегающего на рабочие лопатки, существенно увеличить удельную производительность, т. е. расход воздуха через площадь проходного сечения колеса, или увеличить степень повышения давления в ступени, т. е. уменьшить число ступеней. Специальным профилированием лопаток и рациональной организацией течения в межлопаточных каналах, а также применением повышенных по сравнению с дозвуковыми ступенями коэффициентов нагрузки можно достигнуть высоких значений КПД таких ступеней. В целом трансзвуковые и сверхзвуковые компрессорные ступени благодаря повышенным значениям коэффициентов нагрузки, специально спроектированным профилям и высоким окружным скоростям при использовании их в качестве первых ступеней вентилятора ДТРД или компрессора низкого давления ТРД могут обеспечить степень повышения давления = 1,4-ь1,8. [c.45]

Следует также отметить, что для современных авиационных ГТД из-за применения достаточно высоких значений степени повышения давления вентиляторов и компрессоров, а также из-за разделения потока воздуха в ДТРД на два контура существенно осложняется решение задачи создания высокоэффективных последних ступеней компрессора. В ТРД и особенно в ДТРД лопатки последних ступеней имеют малую абсолютную высоту при большом значении относительного диаметра втулки вт. Как известно, при значениях 5вт>0,85 существенно увеличиваются концевые потери, что приводит к снил<ению КПД ступени. Для увеличения высоты лопаток последних ступеней возможно применение пониженных осевых скоростей по тракту проточной части, что благоприятно и для организации рабочего процесса в камере сгорания. Однако пониженные значения осевой скорости приводят к снижению работы сжатия в ступени, что уменьшает степень повышения давления в ней. Поэтому обычно при проектировании последних ступеней компрессора принимается компромиссное решение, при котором оптимизируют форму и высоту проточной части выбором рационального соотношения между осевой скоростью, окружной скоростью и коэффициентом нагрузки. [c.46]

При одинаковом докритическом начальном давлении пара 13,0 МПа различие КЭС и ТЭЦ заключается в применении промежуточного перегрева пара. При этом начальном давлении промежуточный перегрев пара применяется до настоящего времени только на конденсационных электростанциях. Применение для теплофикационных турбин промежуточного перегрева для ограничения конечной влажности пара не столь необходимо, как на КЭС, так как основной поток пара отбирается. из теплофикационной турбины для внешнего потребителя с перегревом или с небольшой влажностью. Конденсационный сквозной поток пара невелик, работает в последних ступенях турбины с малым КПД и имеет допустимую конечную влажность. Промежуточный перегрев пара на ТЭЦ дает меньший выигрыш в тепловой экономичности, чем на КЭС. Однако для крупных теплофикационных турбоустановок давлением 13,0 МПа с отопительной нагрузкой созданы варианты турбоустаиоБОк с промежуточным перегревом пара (Т-180-130 ЛМЗ). [c.43]

При построении процесса работы пара в h, 5-диаграмме исходят из значений КПД ступеней при их работе на перегретом или сухом насыщенном паре titV =82-4-84%. Построение процесса в области влажного пара осуществляют методом последовательных приближений, учитывая его начальную и конечную влажность (см. пример расчета 11.6). [c.165]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...