Потери скорости и энергии в потоке пара

ПОТЕРИ СКОРОСТИ И ЭНЕРГИИ В ПОТОКЕ ПАРА [c.126]

Для последних ступеней конденсационных турбин большой веерно-сти характерны срабатывание больших теплоперепадов, низкие значения чисел Рейнольдса, наличие начальной влажности потока пара. В таких ступенях влияние влажности будет неодинаковым в разных сечениях по высоте лопаток. Из треугольников скоростей (рис. 5-19) для периферийного и корневого сечений лопатки следует, что абсолютная скорость пара Сц и капелек влаги i2 в зазоре у периферии будет значительно меньшей, чем в корневом сечении. Из-за роста окружной скорости от корневого сечения лопатки к ее вершине происходит также увеличение абсолютных значений и углов относительной скорости и Pi2, в результате чего тормозящее действие капель влаги и потери от влажности возрастают. На выходе из ступени в абсолютном движении капли влаги имеют значительно большую закрутку, чем поток пара, что также приводит к дополнительным потерям энергии. Особенно [c.111]

При перекачивании перегретых паров трубопроводы самым тщательным образом изолируют, и их тепловые потери незначительны, но все же характер изменения состояния перегретого пара в результате устранения теплообмена между потоком и наружной средой уже не является изотермическим. Не будет он и строго адиабатическим— даже в хорошо изолированной трубе условия будут отличаться от условий при обратимом адиабатическом изменении объема, так как турбулентность, возникающая при движении, переходит частично в тепло, которое изменяет уравнение энергии (энергия, переходящая в потери, возвращается в виде механической энергии). Таким образом, с одной стороны, температура пара имеет тенденцию к снижению по длине трубопровода в результате расширения пара, с другой стороны, — к возрастанию вследствие поступления тепла от потерь напора. В результате режим движения находится между изотермическим и адиабатическим. Поскольку температура пара меняется по длине паропровода, меняются также динамическая вязкость р, число Рейнольдса и в общем случае коэффициент гидравлического трения X. Однако вследствие значительных скоростей движения пара в паропроводах (десятки метров в 1 с) сопротивление относится чаще всего к квадратичной области, где X от Не не зависит. [c.295]

Потери энергии, скорость и расход при реальном течении в меж-лопаточных каналах. Процесс в диаграмме s—г. Рассмотрим реальное течение пара или газа в межлопаточных каналах турбин. В результате трения и вихреобразования уменьшается кинетическая энергия потока, часть энергии переходит в теплоту, повышая энтальпию на выходе из канала по сравнению с теоретическим случаем. Перепад давлений при этом остается такой же, как и при расширении рабочего тела по изоэнтропе (см, рис. 3.2, а). Величина потерь определяется как разность кинетических энергий выхода при течении без потерь и в реальном процессе. Так, [c.104]

В ступенях активного типа при осевом выходе потока 2uj. Поэтому капли, имевшие при сбросе с входных кромок скорость 1 сильно разгоняются паром в окружном направлении перед ударом о направляющие лопатки. При ударе о направляющие лопатки теряется энергия как сообщаемая капле колесом, так и полученная ею от пара при разгоне. В этом случае сумма потерь торможения и дополнительных потерь на разгон отраженных капель может быть значительно больше, чем первичные потери торможения, вычисленные по формуле (VI.25). [c.197]

Стенки проточной части компрессора выполняют весьма важную роль эффективного устройства дополнительного дробления капелек воды в потоке сжимающегося газа, хотя это связано с потерей энергии и эрозией лопаток. Кроме того, капельки воды в проточной части хорошо перемешиваются с газом вследствие различных направлений векторов скорости капелек и газа. Все эти процессы способствуют улучшению теплообмена капель с окружающим газом и их испарению. Однако в результате действия центробежных сил некоторая часть крупных капель все же может попадать на корпус компрессора и образовывать на нем жидкую пленку, которая будет частично испаряться и стекать вниз. Для удаления воды из ступеней корпус компрессора в нижней части должен иметь дренажи. Как показали экспериментальные исследования [18], при работе мощных паровых турбин с высокими окружными скоростями рабочих колес (300—350 м/с) коэффициент влагоудаления из влажного пара под действием центробежных сил в последних ступенях турбин оказывается очень низким 2— 3% — за рабочими лопатками и 0,5—1% — за направляющим аппаратом. Такие же значения коэффициента влагоудаления, по-видимому, будут и в первых ступенях осевого (или центробеж- [c.47]

Присутствие влаги за сопловым аппаратом приводит к увеличению раскрутки потока пара в осевом направлении, поэтому профилирование входных участков рабочих решеток необходимо вести с учетом изменения углов I и Pj. Это особенно важно для периферийных сечений рабочих лопаток, так как значительная влажность в этой зоне существенно влияет на направление движения основного потока пара. Если не учитывать в расчетах изменение углов и для периферийных сечений, то потери энергии па удар влаги о рабочие лопатки существенно повысятся. Следовательно, увеличится эрозионный износ поверхностей из-за роста ударной составляющей скорости влаги. [c.294]

Для расчета двухфазных потоков необходимо знать рассогласование скоростей фаз - " = Св/Сп. Величина v в значительной степени определяет структуру и потери энергии в решетках и ступенях турбин, эффективность сепарации влаги из проточных частей турбин влажного пара и пр. [c.130]

Анализ структуры потока в сопловых (реактивных) и активных решетках и криволинейных каналах (см. 11-1 и 11-2) показывает, что потери энергии при течении влажного пара возрастают. Увеличение потерь при дозвуковых скоростях обусловлено а) перераспределением давлений по обводу профиля с соответствующим изменением структуры пограничного слоя на спинке б) неизбежным дроблением капель при взаимодействии их с входными кромками лопаток в) расслоением линий тока паровой и жидкой фаз в криволинейных каналах и скольжением жидкой фазы г) образованием пленки на обводе профиля и соответствующим увеличением потерь на трение (в пленке и парокапельном пограничном слое, где капли движутся со скольжением) д) дроблением пленки и крупных капель за выходными кромками и интенсификацией вихревого движения е) переохлаждением пара в каналах ж) изменением степени турбулентности в каналах з) интенсификацией вторичного движения в решетке и участием пленки и капель в нем. [c.305]

Поведение первичной влаги, образовавшейся в предыдущих ступенях турбины, оказывается иным по сравнению со вторичной, возникшей в самой ступени. Первичная влага, как правило крупнодисперсная, попадая в сопловой аппарат, на 60—70% сепарируется на поверхностях лопаток. Образовавшиеся пленки срываются с выходных кромок и дробятся основным потоком. Часть кинетической энергии пара расходуется на разгон капель, скорость которых в зазоре перед рабочей решеткой ступени составляет 30—60% скорости пара. В результате направления потока пара и воды на рабочие лопатки оказываются разными. Удар капель в спинку лопаток вызывает дополнительные потери в ступени. Практически вся первичная влага сепарируется на рабочих лопатках и большая ее часть центробежными силами отбрасывается к периферии ступени. Характерные графики распределения первичной влаги в зазоре между сопловым аппаратом и рабочим колесом, а также за турбинной ступенью показаны на рис. 12-4. За сопловым аппаратом распределение влаги практически равномерно. Лишь у периферии наблюдается небольшой рост концентрации влаги из-за закрутки потока. За рабочей решеткой основная часть жидкости протекает через верхнюю половину рабочей лопатки. [c.327]

В лаборатории турбомашин МЭИ введены в эксплуатацию различные стенды влажного пара, ориентированные на экспериментальное изучение следующих основных задач I) механизма конденсации в равновесных и неравновесных течениях влажного пара при больших скоростях и, в частности, скачковой конденсации 2) механизма и скорости распространения возмущений в двухфазной среде и условий перехода через скорость звука 3) основных свойств дозвуковых и сверхзвуковых течений в каналах различной формы с подробным изучением волн разрежения и скачков уплотнения в эту группу включаются исследования основных энергетических и расходных характеристик сопл, диффузоров и других каналов 4) двухфазного пограничного слоя и пленок, образующихся на поверхностях различных форм 5) течений влажного пара в решетках турбин (плоских, прямых и кольцевых) с подробным изучением структуры потока, углов выхода, коэффициентов расхода и потерь энергии 6) структуры потока и потерь энергии в турбинных ступенях, работающих на влажном паре, с подробным изучением оптимальных условий сепарации влаги из проточной части и явлений эрозии. [c.388]

При появлении начальной влаги характер зависимости от числа Ма сохраняется качественно примерно таким же, как и в перегретом паре, хотя сжимаемость в потоке влажного пара проявляется многограннее. С изменением градиентов скоростей меняется не только толщина пограничного слоя, но и структура жидкой фазы (размеры капель, коэффициент скольжения фаз, устойчивость движения пленок и капель и другие параметры). Несмотря на воздействие различных факторов, минимум потерь в решетке при изменении начальной влажности достигается практически при одном и том же значении Ма. Можно назвать, в частности, два фактора, действующих в разных направлениях. С ростом Ма уменьшается коэффициент скольжения v (рис. 4-9,г), что уменьшает потери кинетической энергии паровой фазы. В то же вре- [c.88]

Кроме дополнительных потерь на трение в двухфазном пограничном слое ( 12.6) в потоках.капельной структуры уменьшение кинетической энергии несущей фазы происходит из-за неравновесности процесса и межфазного взаимодействия в ядре. Сюда относятся затраты энергии на разгон капель в конфузорных течениях, а также на реализацию тепло- и массообмена между фазами. Определим вначале потери кинетической энергии, вызванные рассогласованием скоростей пара и капель, т. е, механическим взаимодействием фаз. Для этого воспользуемся уравнением движения капли [7, 18] [c.345]

В 1909 г. Гибсон [30] провел обширные эксперименты с водяным потоком в диффузорах различного типа. Было исследовано двадцать пять различных диффузоров (изготовленных из дерева) в интервале средних скоростей потока 1,2—8 м/с. Площадь поперечного сечения диффузоров круговой, квадратной и прямоугольной форм изменялась вдоль оси по линейному закону. Отношение площадей составляло 2,25, 4 и 9. Потери энергии максимальны при значении угла, образованного противоположными сторонами диффузора, от 5,5 до 11°. Потери минимальны (13,5%) в диффузоре с круговым поперечным сечением, в диффузоре с квадратным поперечным сечением они составили 20—33%. Аналогичные явления наблюдал Паттерсон [31]. При угле раскрытия, образованном парами сторон диффузора, 20 = 10 14° потери в диффузорах с прямоугольным поперечным сечением почти такие же, как в диффузоре с круглым сечением при том же угле 20. При больших или меньших значениях угла 20 потери в диффузорах с прямоугольным поперечным сечением значительно выше. [c.173]

Направление скорости аУг параллельно касательной к поверхности лопатки. Угол между направлением скорости И плоскостью диска обозначается Рг- Абсолютная скорость пара на выходе из межлопаточных каналов определяется векторным сложением Шг и и. Угол направления выходной абсолютной окорости обозначается а -Абсолютная скорость на выходе Сг меньше, чем на входе Си так как часть энергии потока превращается в работу. Энергия, затраченная на преодоление трения и вихреобразования, превращается в тепло, что ведет к возрастанию энтальпии пара. Это приращение энтальпии, равное потерям энергии в межлопаточном канале, обозначается Акл и определяется по формуле [c.220]

Паровая подушка обеспечивает равномерное поступление пара во все отверстия листа, поэтому кинетическая энергия парового потока, протекающего через лист, может рассчитываться по средней скорости пара в отверстиях. Эта энергия, так же как при движении парового потока отдельными пузырями, расходуется на образование свободной поверхности и преодоление сопротивлений. Однако по такой схеме процесса пузыри пара образуются в толще жидкости над листом, и при достаточно большом слое жидкости и пренебрежении потерями на преодоление сопротивлений вся энергия потока перейдет в поверхностную энергию. При малых уровнях жидкости часть этой энергии будет потеряна в паровом потоке над барботажным слоем. [c.311]

Действительная работа на рабочих лопатках меньше теоретической на значения потерь энергии в сопловой АЯс и рабочей АЯр решетках, а также потерь, связанных с тем, что покидающий ступень со скоростью поток пара отводит от нее кинетическую энергию [c.40]

В результате этого сложного процесса изменяются (по сравнению с однофазной средой) истинные параметры потока, в частности скорости, углы, коэффициенты потерь и расхода. Таким образом, можно считать, что потери энергии в решетках, работающих на влажном паре, возрастают на дополнительные потери от влажности л. [c.57]

Проведем из вершины треугольника вектор скорости С , вычтем геометрически из него неизменную окружную скорость и и получим новую относительную скорость входа пара на рабочие лопатки туц, которая стала меньше расчетной скорости IV,, значительно отклонилась от первоначального направления и встречает входную кромку рабочих лопаток с отрицательным углом атаки 5, = р - Р ц т.е. в данном случае поток пара ударяет в спинки лопаток, что приводит к значительным потерям энергии в каналах рабочих лопаток и соответствующему снижению КПД ступени. Наряду с этим увеличение отношения скоростей м/Сф сопровождается увеличением степени реактивности. [c.169]

Рг Р г ) приводит к снижению мощности турбины, вырабатываемой на потоках пара в отборы. В ЧНД турбины вследствие ухудшения вакуума в конденсаторе резко снижается располагаемый теплоперепад (Яр2 > Я02), и ее ступени работают с большим отношением скоростей м /Сф и меньшим КПД. В отдельных случаях потери энергии в ЧНД превышают ее располагаемый теплоперепад, тогда ступени ЧНД работают с отрицательным КПД и потребляют мощность (линия 1—2 на рис. 7.6, б). При таких режимах за счет возрастания температуры пара, проходящего через ЧНД, ухудшается температурный режим выходного патрубка турбины. [c.207]

У паровой турбины, в которой имеется непрерывный поток пара, потери за счет неполного расширения не возникают. По сравнению с поршневыми машинами турбина имеет то большое преимущество, что энергия пара в ней может быть использована вплоть до весьма низких давлений в конденсаторе. Однако небольшая потеря с выходной скоростью существует и здесь. Конечные размеры проходных сечений требуют, чтобы пар покидал последнее рабочее колесо турбины с конечной кинетической энергией, которая в конденсаторе превращается в тепло трения. [c.164]

В паровых турбинах в общем случае нет потерь за счет теплообмена со стенками, однако, применение перегретого пара дает здесь иные преимущества. При адиабатном расширении насыщенного пара он увлажняется, в нем появляются мельчайшие капельки жидкости, которые вследствие большей плотности сепарируются из пара, когда поток пара изменяет направление своего движения. При этом капельки с большой скоростью ударяются о лопатки турбины и их кинетическая энергия превращается в тепло трения. Кроме того, эти удары вызывают эрозию лопаток. Поэтому следует перегревать пар настолько, чтобы он на последнем лопаточном венце имел сухость, не меньшую дг=0,9. [c.171]

Предположим, что пар движется в межлопаточных каналах рабочего колеса без потерь энергии и при наличии одинакового давления перед рабочим колесом и за ним. Тогда при выходе из рабочего колеса относительная скорость потока остаётся равной Ш1. Построение выходного треугольника скоростей (фиг. 3) даёт возможность определить абсолютную скорость Сг выхода пара из рабочего колеса. [c.135]

В современных паротурбинных установках ТЭС и АЭС располагаемый теплоперепад турбины составляет 1000—1600 кДж/кг. Создать экономичную одноступенчатую турбину при таких теплоперепа-дах и достигнутом в настоящее время уровне прочности металлов невозможно. Действительно, скорость пара на выходе из сопл одноступенчатой турбины в этих условиях составит 1500—1700 м/с. Для экономичной работы одноступенчатой турбины необходимая окружная скорость лопаток на среднем диаметре при оптимальном отношении скоростей м/Сф = 0,65 должна составить 1000—1100 м/с. Обеспечить прочность ротора и лопаток при таких окружных скоростях практически невозможно. Кроме того, число М в потоке пара в этом случае составит 3,0—3,5, что приведет к большим волновым потерям энергии в потоке. Поэтому все крупные паровые турбины для энергетики и других отраслей народного хозяйства выполняют многоступенчатыми. В этих турбинах пар расширяется в последовательно включенных ступенях, причем теплоперепады таких ступеней составляют небольшую часть располагаемого теплоперепада всей турбины. Поэтому окружные скорости лопаток в ступенях многоступенчатой турбины составляют 120—250 м/с для большинства ступеней ЧВД и ЧСД турбины и достигают 350—450 м/с для последних ступеней конденсационных турбин при стальных лопатках и 600 м/с при титановых лопатках. Числа М в потоке для большинства ступеней меньше единицы. [c.122]

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]

Паровая подушка обеспечивает равномерное поступление пара во все отверстия листа, поэтому кинетическая энергия парового потока, протекающего через лист, может рассчитываться по средней скорости пара в отверстиях. Эта энергия, так же как при движении отдельными пузырями, расходуется на образование свобод-. ной поверхности и преодоление сопротивлений. Однако по такой схеме процесса пузыри пара образуются в толш,е жидкости над листом и при достаточно большом слое жидкости и пренебрежении потерями на преодоление сопротивлений вся энергия потока перейдет в поверхностную энергию. При малых уровнях жидкости часть этой энергии будет потеряна в паровом потоке над барботажным слоем. Для погруженных дырчатых листов характерен режим бар-ботажа с зоной стабилизированных значений паросодержанпя ф, где движение паровой фазы обусловливается лишь действием подъемных сил. Поэтому можно считать, что процесс дробления пара в жидкости протекает до конца и вся кинетическая энергия потока переходит в поверхностную. Тогда [c.89]

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]

Расчетно-теоретические и экспериментальные исследования оказывают, что причинами дополнительных потерь кинетической энергии в реальных проточных частях на влажном паре являются 1) неравновесность процесса расширения в решетках ступени 2) появление скачков конденсации при сверхзвуковых скоростях 3) скольжение, коагуляция и дробление капель в сопловой решетке, зазоре и рабочей решетке 4) увеличение трения в пространственных пограничных слоях на поверхности лопаток, особенно значительное при наличии пленок 5) торможение капельным потоком рабочей решетки 6) специфическая конденсационная нестационарность и генерируемая в процессе конденсации турбулентность 7) увеличение утечек через надбандажные, диафраг-менные и концевые уплотнения 8) нарушение расчетного (оптимального) обтекания профилей решеток отклонение параметров в зазорах от расчетных значений 9) увеличение выходных потерь 10) эрозионные повреждения сопловых и рабочих лопаток. [c.153]

Приращение энтропии 5з- — является следствием ударных потерь при различных начальных скоростях смешивающихся потоков и неравновесного теплообмена при конденсации вследствие наличия перепада температур между потоками пара и жидкости. Однако S3 = S4, поэтому совместное решение уравнений закона сохранения энергии для всего инжектора в целом, неразрывности и сохранения количестза движения позволяет построить кривую [c.139]

Колебат. механич. системами Э. п. могут быть стержни, пластинки, оболочки разл. формы (полые цилиндры, сферы, совершающие разл. вида колебания), механич. системы более сложной конфигурации. Колебат. скорости и деформации, возникающие в системе под воздействием сил, распределённых по её объёму, могут, в свою очередь, иметь достаточно сложное распределение. В ряде случаев, однако, в механич. систем можно указать элементы, колебания к-рых с достаточным приближением характеризуются только кинетич, и потенц. энергиями и энергией механич. потерь. Эти элементы имеют характер соответственно массы М, упругости I / С и активного механич. сопротивления г (т.н. системы с сосредоточенными параметрами). Часто реальную систему удаётся искусственно свести к эквивалентной ей (в смысле баланса энергий) системе с сосредоточенными пара.меграми, определив т. н. эквивалентные массу Л/, , упругость 1 / С , и сопротивление трению / . Расчёт механич. систем с сосредоточенными параметрами может быть произведён методом электромеханич. аналогий. В большинстве случаев при электромеханич. преобразовании преобладает преобразование в механич, энергию энергии либо электрического, либо магн. полей (и обратно), соответственно чему обратимые Э.п. могут быть разбиты на след, группы электродинамические преобразователи, действие к-рых основано на электродинамич. эффекте (излучатели) и эл.-магн. индукции (приёмники), напр, громкоговоритель, микрофон электростатические преобразователи, действие к-рых основано на изменении силы притяжения обкладок конденсатора при изменении напряжения на нём и на изменении заряда или напряжения при относит, перемещении обкладок конденсатора (громкоговорители, микрофоны) пьезоэлектрические преобразователи, основанные на прямом и обратном пьезоэффекте (см. Пьезоэлектрики) электромагнитные преобразователи, основанные на колебаниях ферромагн. сердечника в перем. магн. поле и изменении магн. потока при движении сердечника [c.516]

Разность скоростей фаз в ядре потока (на значительном расстоянии от тела) и у омываемых поверхностей приводит к необходимости учета механического взаимодействия между жидкими (или твердыми) частицами и паровой фазой. Следует также иметь в виду, что это взаимодействие происходит в условиях значительных градиентов скоростей паровой фазы у поверхности тела. Капли жидкости, попадая в пограничный слой, тормозятся, отдавая часть своей кинетической энергии пару. В результате полнота профиля скоростей пара увеличивается, наступает более ранняя турбулиза-ция потока, вероятность отрывных явлений уменьшается. Однако необратимые потери энергии в пограничном слое возрастают, что обусловлено возрастающей разностью скоростей фаз и увеличением градиента скоростей пара в пограничном слое. Двигаясь в градиентном поле, частицы жидкости приобретают вращательное движение, в результате чего появляются дополнительные силы, стремящиеся прижать (или оттолкнуть) частицы к поверхности тела. Это приводит к дополнительному изменению концентрации по сечению и вдоль потока и дополнительным потерям энергии. Особенно сложными и трудно поддающимися расчету являются неравновесные [c.275]

Приведенные выше опытные значения коэффициентов профильных потерь в решетках получены методом тра-версирования выходного поля потока пневмо-метрическими зондами. При дозвуковых скоростях точность таких измерений достаточно высока. Переход к сверхзвуковым скоростям снижает надежность полученных результатов. Это связано со значительными трудностями определения потерь энергии в прямом скачке уплотнения перед приемным отверстием пневмометричес-кого насадка (см. гл. 14). В зависимости от дисперсности среды и интенсивности скачка перед зондом степень неравновесности процесса торможения в зоне высоких градиентов давления будет различной. Соответственно различными оказываются и потери в скачке уплотнения. На рис. 11-20 приведены кривые, полученные путем обработки опытных данных по схеме, когда все процессы в решетке протекают предельно неравновесно, т. е. так же, как и в перегретом паре с показателем изо-энтропы й = 1,3. В результате обработки опытных данных при условии 1,135, что [c.314]

До настоящего времени накоплено мало экспериментального материала по исследованию неподвижных и вращающихся решеток на влажном паре. Отсутствуют надежные данные, характеризующие структуру потока двухфазной среды, механизм образования потерь энергии, а также изменение основных аэродинамических характеристик решеток в достаточно широком диапазоне режимных и геометрических параметров. Особый недостаток ощущается в опытных и теоретическях исследованиях дисперсности и скоростей жидкой фазы в решетках турбинных ступеней. Для расчета экономичности проточных частей турбин, эрозии лопаток и сепарации влаги необходимо знать траектории движения капель, их взаимодействие с неподвижными и вращающимися лопаткамц, долю влаги, остающуюся на поверхностях в виде пленок, характер двил ения этих пленок под воздействием парового потока, центробежных и кориолисовых сил. Естественно, что отсутствие пе речис-лениых данных не позволяет решать задачи выбора оптимальных профилей сопловых и рабочих решеток, работающих на влажном паре. Следовательно, накопление опытных материалов, полученных методами дифференцированного изучения физических особенностей процесса, представляет большой теоретический и практический интерес. [c.50]

Относительно короткие каналы особой формы, используемые для истечения пара, называются соплами. Сопла могут быть суживающимися и расширяющимися. Несмотря на то что в термодинамических соотношениях, описывающих процесс истечения, фигурирует только одна геометрическая характеристика канала — площадь выходного сечения канала, применяются различные конструкции аппаратов истечения пара. Объясняется это стремлением свести к минимуму необратимые потери трения в процессе движения пара и преобразования его потенциальной энергии давления в кинетическую энергию движения. Дело в том, что при истечении пара из отверстия за острыми кромками отверстия и перед ними образуются хмногочисленные завихрения потока пара, что вызывает значительные потери его энергии. Несколько меньшие потери, но они также относительно велики, возникают при истечении не непосредственно из отверстия, а из трубы постоянного сечения, соединенной с этим отверстием. Поэтому применяют истечение из сопла-канала, сечение которого плавно изменяется на протяжении его длины. Для уменьш ения трения внутри канала его поверхность тщательно обрабатывается. Суживающееся сопло можно рассматривать как трубу, входной участок которой вьшолхчен сглаженным, без острых кромок, а участок постоянного сечения сведен к минимуму. Суживающие сопла с прямыми кромками теоретически обеспечивают скорость звука пара на вы- ходе из сопла при критическом отношении давлений. Р1/Р2. Суживающиеся сопла с косыми кромками могут создавать скорость пара на выходе в пределе даже несколько выше звуковой за счет добавочного расширения пара на выходе из сонла. [c.91]

Мелкие капли, расходуя значительную часть начальной кинетической энергии на преодоление трения о пар, поднимаются над зеркалом испарения менее высоко, чем более крупные. Будут ли они уноситься потоком пара или выпадут на зеркало испарения, зависит от соотношения между подъемной скоростью пара и скоростью виганыя отдельных капель. Этим термином называют ту скорость капли, при которой силы трения уравновешиваются весом. Когда скорость витания капли больше скорости пара, капля выпада- ет на зеркало испарения. Если скорость витания меньше скорости пара, капля, даже потеряв свою начальную скорость, уносится потоком пара, транспортируется им. При давлении 10 МПа для приведенной скорости пара 0,1 м/с последнее условие соблюдается для всех капель, диаметр которых меньше 0,1 мм с увеличением скорости пара эта граница перемещается в область больших диаметров, и количество транспортируемых капель увеличивается. При ограниченных размерах пар.ового пространства возрастание скорости пара при работе котла связано с увеличением его нагрузки. [c.128]

Потери механической энергии потока от трения диска переходят в теплоту, которая подводится к потоку в камере за ступенью, повышая энтальпию пара. Аналогично потери от парцнальности и от влажности пара также переходят в теплоту, которая передается потоку при пониженном давлении. Механизм повышения энтальпии пара за ступенью за счет утечек пара связан со смешением потока протечки с основным потоком, проходящим через лопатки ступени. Энтальпия пара утечек за ступенью равна энтальпии пара основного потока перед ступенью, так как процесс в уплотнениях аналогичен процессу дросселирования. Поэтому в результате смешения протечки с основным потоком за ступенью энтальпия пара за ступенью увеличивается на А Ну. Таким образом, теплота потерь АН , АН , А Ну, АН сообщается потоку пара за ступенью, повышая его энтальпию. Значения АН, , АН , АНу, АН при построении процесса расширения пара в ступени откладываются в Л, -диаграмме на изобаре Р2 (рис. 3.31). Для промежуточной ступени, когда используется энергия выходной скорости в последующей ступени, потери энергии с выходной скоростью [c.102]

Следует отметить, что окружная скорость крупнодисперсной влаги за рабочими лопатками, как правило, выше, чем перед ними. Поэтому эффективность влагоудаления за рабочими лопатками существенно выше, чем за сопловыми лопатками. На эффективность периферийной сепарации существенное влияние оказывает давление в потоке. Так, в ЦВД влажно-паровых турбин АЭС эффективность влагоудаления существенно ниже, чем в ЦНД, и, кроме того, снижение аэродинамического качества периферийной части ступени за счет влагоотводящих камер приводит к дополнительным потерям энергии. Поэтому в ЦВД турбин АЭС целесообразно организовывать влагоудаление за ступенями, где производится отбор пара на регенерацию. В ЦВД [c.131]

Пар под давлением 10 МПа истекает через сопло Лаваля (при значении скоростного коэффициента ф = 0,95) в среду с давлением 5-10 МПа. Известно, что при этом потеря кинетической энергии потока вследствие трения составляет 0,55 JT всей теплоты трения. Определить начальную температуру пара и его критическую скорость истече- [c.101]

Многоступенчатая конструкция турбин позволяет уменьшить перепад энтальпий каждой ступени, а следовательно, и скорость потока рабочего тела. При этом представляется возможным использовать более экономичные дозвуковые профили, а также обеспечить оптимальные значения характеристики --= uJ при приемлемых с точки зрения прочности ротора окружных скоростях. Многоступенчатая конструкция позволяет использовать выходную энергию из предыдущей ступени в последующей. Наличие потерь в каждой ступени повышает энтальпию пара на входе в следующую, что частично компенсирует эти потери. Все эти факторы объясняют то, что в качестве главных применяются только многоступенчатые турбины. Одноступенчатые турбины служат вспомогательными (привод насосов, вентиляторов и т. п.). Их достоинство — малые масса и габариты. Перепад энтальпий во вспомогательных турбинах может доходить до 400 кДж/кг, что соответствует скорости пара it 1260 м/с. Для наиболее распространенных дисков (постоянной толщины и конических) и = 200-н300 м/с, что соответствует = 0,16ч-0,24. Поэтому во вспомогательных одноступенчатых турбинах используют двух- и трехвенечные ступени скорости, обеспечивающие приемлемый КПД при указанных значениях скоростной характеристики. [c.142]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...