Преобразование энергии на лопатках

Преобразование энергии на лопатках [c.163]

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ НА РАБОЧИХ ЛОПАТКАХ ТУРБИНЫ И ПОТЕРИ В СТУПЕНИ [c.331]

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]

На рис. 10 показана одна из конструкций лопаток переменного профиля, где применен так называемый елочный хвостовик (см. 5). Профиль лопатки от основания к вершине уменьшается по ширине и толщине меняются также величины входного и выходного углов и радиусы дуг, которыми очерчены профили. В основании лопатки профиль соответствует активному процессу преобразования энергии, на периферии — реактивному. Центры тяжести сечений лежат на одной прямой. Лопатки связаны в пакеты двумя проволочными связями (см. 4 и 24), повышающими частоту собственных колебаний пакета. [c.9]

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ НА РАБОЧИХ лопатках активной СТУПЕНИ [c.30]

Преобразование энергии на рабочих лопатках реактивной ступени [c.31]

Преобразование энергии на рабочих лопатках ступени с небольшой реакцией происходит по тому же принципу, что и в так называемой реактивной ступени (с р = 0,5), с той разницей, что основная доля располагаемого теплопадения ступени падает на неподвижные направляющие лопатки (сопла). [c.33]

Рассмотрим процесс преобразования энергии в гидромуфте вдоль средней линии меридионального сечения рабочей полости (см. рис. 14.5). На выходе из турбины и на входе в насос энергия потока будет минимальной. В насосном колесе жидкость за счет подводимой механической энергии и силового взаимодействия с лопатками перемещается от малого радиуса Rl к большому Я-1-При этом механическая энергия будет преобразовываться в гидравлическую — напор, который достигнет максимального значения на радиусе / 2- Покинув колесо насоса, жидкость попадет в колесо турбины и по мере протекания в нем от радиуса к напор жидкости будет уменьшаться, превращаясь в механическую энергию ведомого вала за счет силового взаимодействия с лопатками турбины. [c.233]

В схеме проточной части, изображённой на фиг. 2, предполагалось, что преобразование энергии давления в кинетическую происходит только в соплах. Но это преобразование энергии частично может происходить и в лопаточном аппарате рабочего колеса. Простейшая схема венца турбины такого типа показана на фиг. 4. Здесь пар, пройдя направляющие лопатки Д поступает на венец рабочего колеса 2, причём в зазоре между направляющими и рабочими лопатками устанавливается давление рхг более высокое, чем давление за рабочим колесом. В лопаточном аппарате рабочего колеса происходит ускорение потока, благодаря чему относительная скорость пара 1 )2 при выходе из рабочего колеса оказывается больше скорости тх- Треугольники скоростей для этого случая показаны на фиг. 5. [c.135]

Процесс преобразования гидравлической энергии в механическую на лопатках рабочих колес сопровождается потерями [c.50]

Из рис. 2.11, б следует, что чем меньше углы Pj и Рт, тем большая сила возникает на лопатках. Однако большее значение вовсе не означает большую эффективность преобразования внутренней энергии пара в работу. [c.40]

Преобразование энергии в соплах и НА РАБОЧИХ ЛОПАТКАХ [c.187]

В паровых и газовых турбинах работа пара или газа на лопатках совершается в процессе преобразования кинетической энергии потока в энергию движения рабочих частей турбины. В реактивных двигателях энергия потока газа преобразуется в энергию движения самолета или ракеты. [c.56]

Отличительным признаком реактивной турбины является преобразование потенциальной энергии в кинетическую не только в соплах, но и на рабочих лопатках. При этом давление газа непрерывно уменьшается и в соплах и в лопатках турбины. Благодаря тому, что относительная скорость движения газа по лопаткам турбины возрастает при вытекании газа из лопаток, создаётся добавочный импульс на рабочее колесо турбины, который и определяет собой реактивное воздействие газа на лопатки (см. Реактивные паровые турбины ). [c.436]

В обоих случаях назначение направляющего аппарата одинаково — увеличивать кинетическую энергию жидкости (динамический напор) за счет преобразования части статического давления путем изменения скорости и направления потока на неподвижных лопатках вследствие их реакции. Так как направляющий аппарат воспринимает реактивные силы, при изменении режима работы турбинного колеса на него действует переменный по величине и знаку крутящий момент, передающийся на неподвижный корпус. Знак этого момента зависит от направления потока на лопатки направляющего аппарата. Момент турбинного колеса в соответствии с законом сохранения энергии равен Мх=Мн МнА- На рис. 7.7, б показаны зоны передаточных отношений с положительными и отрицательными значениями момента направляющего аппарата. При этом, если направляющий аппарат расположен перед входом в турбинное колесо (гидротрансформаторы второго класса), то он увеличивает момент, передаваемый турбинному валу, по сравнению с моментом на ведущем валу. Если направляющий аппарат расположен перед насосным колесом (гидротрансформаторы первого класса), то реактивный момент (момент на направляющем аппарате) складывается с моментом, приобретаемым жидкостью в насосном колесе, что в конечном итоге также приводит к увеличению момента на валу турбинного колеса. Таким образом, в обеих схемах осуществляется преобразование момента и скорости вращения ведомого вала при постоянных моменте и скорости вращения ведущего вала. [c.187]

В технике под терминами лопаточная машина , лопастная машина или турбомашина понимают машину, в которой происходит преобразование внешней механической энергии (энергии на валу) в энергию протекающей жидкости (газа) или, наоборот, —преобразование энергии жидкости (газа) во внешнюю механическую энергию, совершаемое при обтекании потоком жидкости вращающейся лопаточной решетки (лопаточного венца). Вращающаяся лопаточная решетка является рабочим органом машины, откуда и происходит название лопаточная машина . Лопатки укреплены на диске колеса. Диск с лопатками будем называть рабочим колесом. [c.27]

Выходящую из рабочего колеса жидкость часто перед входом в спиральную камеру заставляют пройти через особый направляющий аппарат (на рисунке не показан), охватывающий с небольшим зазором рабочее колесо по его внешней поверхности. Направляющий аппарат помещается в корпусе насоса и представляет собой неподвижное кольцо, состоящее из двух дисков с лопатками, отогнутыми в сторону, обратную лопаткам рабочего колеса. Он предназначен для уменьшения скорости жидкости, выходящей из рабочего колеса, т. е. для преобразования ее кинетической энергии в энергию давления давление у выхода из направляющего аппарата всегда больше, а скорость меньше, чем при входе в него. Одновременно приданием соответствующей формы лопаткам направляющего аппарата достигается также изменение направления скорости жидкости, выходящей из рабочего колеса, и обеспечивается ее плавный безударный перевод в скорость в спиральной камере. [c.93]

На рис. 62. а изображена схема одноступенчатой активной турбины Лаваля и показано изменение давления и скорости пара в ее проточной части. Пар начального давления ро адиабатно расширяется в сопловом аппарате 2 до pi, при этом скорость возрастает от q до i-На рабочих лопатках 3 происходит преобразование кинетической энергии пара в. механическую работу на валу турбины 5, вследствие чего скорость пара падает от с у до с2, а давление остается постоянным. Далее отработанный пар поступает в конденсатор. В этих турбинах применялись расширяющиеся сопла, в которых достигалась сверхзвуковая скорость истечения, что было связано с большими конструктивными и эксплуатационными трудностями, в частности с большой частотой вращения вала турбины (30000 об/мин). Чтобы снизить частоту [c.301]

В активной турбине со ступенями давления пар расширяется от начального давления до конечного в нескольких последовательно расположенных ступенях. Входная скорость после каждой ступени давления используется в последующей, вследствие чего к. п. д. турбины повышается. На рис. 6.2, в представлена схема этой турбины с тремя ступенями давления. Входящий в сопловый аппарат пар давлением Ро расширяется в нем до некоторого давления pi, вследствие чего начальная скорость пара возрастает от с о до Сь Далее пар поступает на рабочие лопатки 3 первой ступени, где происходит преобразование кинетической энергии потока пара в механическую работу на валу тур- [c.302]

Современные газотурбинные установки в основном работают с изобарным подводом теплоты. Теоретически цикл с изобарным подводом теплоты (рис. 7.3, б, в) состоит из процесса адиабатного сжатия воздуха 1-2 в компрессоре 1 (см. рис. 7.3, а), изобарного подвода теплоты 2-3 в камере сгорания 2, процесса адиабатного расширения 3-4 продуктов сгорания в соплах 3, преобразования кинетической энергии струи газа на рабочих лопатках 4 и процесса отвода теплоты 4-1 от газа в окружающую среду при постоянном давлении р - [c.116]

Колесо радиусом г = 1,0 м в радиальными плоскими лопатками вращается под действием силы давления струи воды, вытекающей из конического насадка d = 100 мм, ф = 0,95) под напором Н = 5 м. (рис. 7.8). Определить частоту вращения колеса и мощность на валу, если приложенный к нему момент М = 40 Н м. Потерями мощности в процессе преобразования" кинетической энергии жидкости в механическую энергию вращающегося колеса пренебречь. [c.94]

На рис. 1-1 схематически показан разрез одноступенчатой активной турбины. В такой турбине расширение пара, т. е. превращение его потенциальной энергии в кинетическую, совершается в неподвижных соплах 4, а преобразование кинетической энергии пара в механическую энергию вращения вала осуществляемся на рабочих лопатках 3 [c.12]

Схема этого преобразования заключается принципиально в следующем. Рабочее тело — газ сначала сжимается затем к нему подводится извне тепло в результате этих двух процессов температура и давление газа повышаются. Обладающий потенциальной энергией газ направляется в сопла турбины, где, расширяясь, он приобретает большую скорость, а следовательно, и соответствующую кинетическую энергию. Проходя затем через лопатки турбины, газ отдает им часть энергии, приводя во вращение ротор турбины, на котором насажены лопатки. Таким образом, в турбинном двигателе механическая энергия вращения вала создается за счет кинетической энергии газа. [c.167]

Процесс расширения рабочего тела (преобразование тепловой энергии в механическую) в канале МГД-генератора в основном аналогичен процессу расширения на рабочих лопатках реактивной турбины. В этом нетрудно убедиться, если решение магнитогазодинамических уравнений (5.26), (5.27) привести к виду, принятому в теории газовых турбин. Результаты, представленные в конечноразностной форме, имеют вид приращение длины канала [c.115]

Газовая турбина представляет собою лопаточную машину, в которой потенциальная энергия сжатого и подогретого газа преобразуется в механическую работу на валу турбины с помощью вращающегося ротора, снабженного лопатками. Это преобразование обратно тому, которое имеет место в компрессоре, и с этой точки зрения турбина как гидравлическая машина представляет собой обращенный компрессор, и наоборот. Газовая турбина обладает рядом ценных качеств, основными из которых являются высокая экономичность, возможность получения большой мощности, малые габариты и масса, удобство эксплуатации. [c.141]

В проточной части ГТ энергия горячих газов после КС преобразуется в работу на валу двигателя (см. рис. 4.1). В сопловых решетках происходит преобразование потенциальной энергии газов в кинетическую, которая затем на рабочих лопатках турбины преобразуется в механическую энергию. [c.89]

Тепловая электроетавция. Более 90% используемой человечеством энергии получается за счет сжигания угля, нефти, газа. Наиболее удобной для распределения между потребителями является электрическая энергия переменного тока. Для преобразования энергии химического горючего в электроэнергию используются тепловые электростанции. На тепловой электростанции освобождаемая при сжигании топлива энергия расходуется на нагревание воды, превращение ее в пар и нагревание пара. Струя пара высокого давления направляется на лопатки ротора паровой турбины и заставляет его вращаться. Вращающийся ротор турбины приводит во вращение ротор генератора электрического тока. Генератор переменного тока осуществляет превращение механической энергии в энергию электрического тока. [c.238]

Большой интерес для техники представляет такой случай, когда сам канал перемещается, скажем, в направлении оси и. При таких условиях происходит преобразование энергии, например, в каналах, образованных рабочими лопатками паровых и газовых турбин. На рис. 14.3, а показано рабочее колесо I турбины с насаженными на его ободе лопа1ками 2. [c.201]

Осевой компрессор имеет несколько рядов лопаток, насаженных на один общий вращающийся барабан или (чаще) а ряд соеди- ненных между собой дисков, которые образуют ротор компрессора. Один ряд лопаток ротора (вращающийся лопаточный венец) называется рабочим колесом. Другой основной частью компрессора является статор, состоящий из нескольких рядов лопаток (лопаточных венцов), закрепленных в корпусе. Назначением лопаток статора является 1) направление проходящего через них воздушного потока под необходимым углом на лопатки расположенного за ними рабочего колеса 2) спрямление потока, закрученного впереди стоящим колесом, с одновременным преобразованием части кинетической энергии закрученного потока, в работу повышения давления воздуха. Соответственно этому один ряд лопаток статора называется направляющим или спрямляющим аппаратом. Венцы лопаток статора, расположенные в многоступенчатых компрессорах между соседними рабочими колесами, выполняют обычно обе эти функции одновременно. Поэтому оба термина являются, по существу, сино- [c.38]

Преобразование энергии в ступени турбомашины происходит в ре зультатс взаимодействия потока газа с неподвижными и вращающими ся лопатками, которые образуют направляющую и рабочую решетки Решетка представляет собой систему лопаток одинаковой формы, рав омсрно размещенных на некоторой поверхности вращения (рис. 11.1,а) Протекая через решетку, поток газа изменяет скорость и направ ление движения. При этом на решетку действует сила реакции. На [c.291]

Во втором случае рабочее тело расширяется в межлопаточ-ном пространстве турбины, имеющем профиль сопла, т. е. процесс преобразования энтальпии в кинетическую энергию происходит в пределах самих рабочих лопаток. Давление при этом падает. Вытекая с большой скоростью, струя оказывает реактивное воздействие на лопатки турбины и застамяет ее вращаться. Турбины этого типа называются реактивными, или турби11ами избыточного давления. [c.219]

Сопловой аппарат служит для преобразования потенциальной энергии газа в кинетическую и придания потоку газа нужного направления для входа на лопатки рабочего колеса, где производится полезная работа. Сопловой аппарат турбины может выполняться в виде круговой или сегментной лопаточной решетки, набора конических или коробчатых сопл, а также в виде одиночных, обычно конических, сопл. Если сопла занимают только часть окружности, ометаемой лопатками турбины, то такую турбину называют парциальной, т. е. с частичным по окружности подводом газа к рабочему колесу. Рабочее колесо представляет собой диск с лопатками, имеющими специальный профиль. [c.204]

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]

На рис. 186а показана схема простейшего гидротрансформатора, который применяется для передачи и преобразования механической энергии между двумя соосными валами. В гидротрансформаторе насосное колесо /, приводимое в движение двигателем, направляет рабочую жидкость в турбину 2, вращающуюся со значительно меньшей угловой скоростью. Отдав энергию турбине, жидкость через неподвижный лопаточный реактор 3 возвращается в насос. Неподвижные лопатки реактора изменяют момент количества движения жидкости между насосом и турбиной, вызывая соответствующее изменение угловой скорости и вращающего момента турбины. [c.293]

В турбине Лаваля при снижении частоты вращения вала при j = = onst растет абсолютная скорость выхода пара с рабочих лопаток с2 И, как следствие этого, к. п. д. турбины быстро падает. Для уменьшения выходных потерь со скоростью С2 и понижения частоты вращения вала Кертис предложил турбину с двумя ступенями скорости. На рис. 6.2,6 представлены схема этой турбины и графики изменения абсолютной скорости и давления пара в проточной части турбины. Пар с начальными параметрами ро и То расширяется до конечного давления pi в соплах 2, а на рабочих лопатках 3 и 3 происходит преобразование кинетической энергии движущегося потока в механическую работу на валу 5 турбины. Закрепленные на диске 4 турбины два ряда рабочих лопаток 3 и 3 разделены неподвижными направляющими лопатками 2, которые крепятся к корпусу I турбины. В первом ряду рабочих лопаток 3 скорость потока падает от i до j, после чего пар поступает на неподвижные лопатки 2, где происходит лишь изменение направления его движения, однако вследствие трения пара о стенки канала скорость парового потока падает от с2 до с. Со скоростью с пар поступает на второй ряд рабочих лопаток 3 и снова повторяется идентичный процесс. Поскольку преобразование кинетической энергии в механическую работу на валу турбины Кертиса происходит в двух рядах рабочих лопаток, максимальное значение г ол получается при меньших отношениях k/ j, чем у одноступенчатой турбины. А это значит, что частота вращения вала турбины (колеса) Кертиса может быть снижена по сравнению с одноступенчатой турбиной. Анализ треугольников скоростей показывает, что оптимальный к. п. д. турбины Кертиса достигается при входной скорости пара t i вдвое большей, чем у одноступенчатой турбины. Это означает, что в турбине с двумя ступенями скорости может быть использовано большее теплопадение /loi, чем в одноступенчатой. [c.302]

Схема центробежного компрессора показана на рис. 5.15. Здесь в корпусе 1 вращается диск 2, снабженный рабочими лопатками в виде каналов 3. Газ, поступивший в межлопаточные каналы, отбрасывается центробежными силами к периферии и попадает в диффу-взры 4, лопатки которых укреплены в корпусе. В дифк[)узорах происходит преобразование кинетической энергии газа, сообщенной ему рабочими лопатками, в потенциальную энергию давления. Полученный таким образом сжатый газ через выходной патрубок поступает на нагнетание [c.95]

Вследствие потерь на трение и завихрение при протекании лара между неподвижными лопатками скорость его снижается от значения С2 до с (см. график в верхйей части рис. 31-1,б). Затем пар поступает на второй ряд рабочих лопаток 3, где скорость его снижается до выходной с. Таким образом, преобразование кинетической энергии струи пара в механическую работу на валу происходит в двух рядах лопаток. Поэтому у турбины со ступенями скорости максимальный внутренний к. п. д. получается при меньших значениях х, а следовательно, число, оборотов вала может быть снижено по сравнению с турбиной без ступеней скорости. [c.341]

Лопастные насосы подразделяются на центробежные и осезые. Рабочее колесо центробежного насоса (рис. 3-1) состоит из двух дисков, между которыми находятся лопатки, загнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Жидкость посгу-пает к центральной части рабочего колеса п благодаря быстрому его вращению отбрасывается лопатками к периферии колеса, приобретая значительную скорость. Далее жидкость поступает в направляющий аппарат, где происходит преобразование кинетической энергии в потенциальную при этом скорость жидкости снижается, а давление ее растет. Устройство одноступенчатых центробежных насосов показано на рис. 3-2. [c.35]

ПОЛОВИН, закрепленных в корпусе турбины. На периферийной части диафрагм находятся напранляющие лопатки (сопла), в которых производится преобразование тепловой энергии пара в кинетическую. [c.254]

Простейший центробежный KOiMnpe op (рис. 10-3) имеет рабочее колесо 1 с радиально направленными каналами, которое укреплено на валу 2 и вращается с помощью двига-г. теля в корпусе 3. Воздух или газ. поступающий в каналы рабочего колеса, отбрасывается центробежной силой к периферии и попадает в лопаточный аппарат 4, лопатки которого образуют расширяюшиеся каналы. В этих каналах происходит преобразование кинетической энергии воздуха, сообщенной ему рабочим колесом, в потенциальную энергию, т. е. за счет уменьшения скорости повышается его давление. Далее сжатый воздух через напорный патрубок 5 поступает в нагнетательный трубопровод. [c.176]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...