Потери в лопаточных машинах

ПОТЕРИ В ЛОПАТОЧНЫХ МАШИНАХ [c.101]

Эффективный КПД учитывает все виды потерь, включая механическое трение. В лопаточных машинах основные потери связаны с газодинамическими потерями при прохождении лопаточного аппарата, в поршневых ДВС — с несвоевременностью и неполнотой выгорания топлива. Поэтому КПД турбинных двигателей сильно зависит от скорости вращения ротора. Такие машины наиболее эффективны при работе с постоянной скоростью (привод генераторов, судовых и авиационных винтов). Кроме того, эффективность лопаточных машин снижается с уменьшением геометрических размеров, т. е. при малых мощностях. Поэтому турбомашины имеют очень ограниченное применение в промышленном приводе. [c.258]

Под внутренними потерями будем понимать все потери внутри лопаточной машины, приводящие к изменению энтальпии рабочего тела. К этой группе потерь относятся потери, связанные с трением и вихреобразованием (отрывом) в турбинах и компрессорах при достижении звуковых скоростей, а также волновые потери. Внутренние потери, связанные с течением в лопаточных решетках, подводах и отводах, будем называть гидравлическими, дополнительные потери, связанные с работой колеса лопаточной машины, —дисковыми потерями. К внутренним потерям следует отнести также потери энергии, приводящие к изменению энтальпии рабочего тела в связи с его перетеканием, например из-за подогрева рабочего тела при дросселировании его в зазорах и при последующем смешении с основным потоком. Если перетекающая через зазоры жидкость (утечки) не смешивается с основным потоком и, следовательно, не меняет состояния рабочего тела, то потери, возникающие при этом, не будем относить к внутренним. Примером таких потерь могут служить потери из-за утечки жидкости через дренаж в окружающее пространство. [c.101]

Наиболее точно эти потери в осевых машинах и неподвижных элементах радиальных машин можно определить продувкой лопаточной решетки. [c.103]

При неудачном профиле лопатки и при неоптимальных углах атаки возрастают потери в колесе любой лопаточной машины, но в осевой лопаточной машине при этом уменьшается и циркуляция, а следовательно теоретический напор (удельная работа). Для радиальной машины уменьшение циркуляции Глш не имеет существенного значения, так как колесом всегда передается удельная энергия вследствие кориолисовых сил. Исходя из этого в радиальных машинах широко применяют приближенные способы построения лопаток, которые базируются главным образом на технологических соображениях. [c.57]

Уравнение (2.64) справедлива и для течения с трением (гидравлическими потерями), так как работа трения переходит в теплоту и повышает энтальпию жидкости. Характер потерь в отдельных видах лопаточных машин будет рассмотрен далее (см. разд. 2.12). В случае применения уравнения (2.64) для процессов течения с трением необходимо определять энтальпию по действительному состоянию жидкости. [c.63]

При изложении материала в этом разделе будем рассматривать идеальную лопаточную машину без потерь, т. е. будем полагать, что [c.68]

Расчет трехмерного пространственного потока жидкости представляет большие трудности. Поэтому приходится прибегать к упрощающим представлениям. Например, считается целесообразным так проектировать ступень лопаточной машины, чтобы линии тока жидкости образовывали поверхности тока, близкие к соосным поверхностям вращения. При этом можно ожидать уменьшения потерь и, кроме того, упрощается расчет машины. Следовательно, рассчитывая параметры в граничных сечениях лопаточного венца (на входе и на выходе), принимают изменение параметров, характерное для состояния равновесия жидкости в направлении нормали к поверхности тока, т. е. налагают требование [c.79]

Число Re характеризует отношение сил инерции к силам Вязкости. При больших значениях Re влияние сил внутреннего трения на течение по сравнению с влиянием инерционных сил ослабляется. При Re > 10 образуется область автомодельности по числу Re и потери при течении жидкости практически не зависят от его значения. Лопаточные машины ЖРД, как правило, работают в этой области. В области автомодельности критерий Re можно исключить из числа определяюш,их критериев. Число М при одном и том же рабочем теле характеризует сжимаемость газа, т. е. отношение плотностей в сходственных точках. [c.95]

Внутренние потери. При осуществлении рабочего процесса в реальной лопаточной машине имеют место необратимые потери механической энергии. Потери механической энергии можно разделить на четыре группы а) внутренние потери б) скоростные выходные потери в) потери, связанные с утечками рабочего тела г) механические (внешние) потери. [c.101]

Конкретные значения коэффициентов местных сопротивлений находят опытным путем. Опытные данные систематизируют в справочниках. Для лопаточных машин ЖРД коэффициенты местных потерь будут приведены при изложении конкретного материала по насосам и турбинам ЖРД- Оценку потерь в каналах можно производить также с помощью коэффициентов полного давления, см. формулу (2.175). [c.110]

При проектировании лопаточной машины необходимо рассчитать ее мощность. Решить эту задачу путем расчетного определения крутящего момента или суммарного момента сопротивления достаточно сложно. В практике проектирования лопаточных машин определяют мощность путем расчета располагаемой или потребной мощности и оценки потерь введением коэффициентов полезного действия. [c.119]

Введем понятие КПД, оценивающих различные потери при работе лопаточной машины. В данном разделе проведем классификацию КПД и дадим их определение. Зависимость КПД от конструктивных параметров и параметров режима будет рассмотрена при изложении материала, относящегося к насосам и турбинам ЖРД- КПД будут характеризоваться отношением мощностей, учитывающим отдельные виды потерь. Эти мощности приведены на рис. 2.77 и 2.78. При одинаковых массовых расходах КПД выражаются отношениями соответствующих работ. [c.121]

Потери Энергии в решетках, обусловленные при малых скоростях влиянием вязкости и периодической не-стационарностью, а также высокой турбулентностью потока, а при околозвуковых и сверхзвуковых скоростях — еще и необратимыми процессами изменения энергии в скачках, в значительной степени определяют к. п. д. лопаточной машины. [c.459]

Большую роль играет выходная часть лопаточного профиля, толщина и форма выходной кромки лопатки и, конечно, вся предыстория потока, поскольку выходящий из канала поток, включая и его часть, называемую пограничным слоем, на выходе получили структуру, образованную процессом течения в межлопаточных каналах. В основном за решеткой происходит выравнивание поля скоростей потока, размыв вихревых кромочных следов невозмущенной частью потока. По мере удаления контрольного сечения потока от выходного сечения решетки параметры потока в сечении меняются, выравниваясь. Главным фактором такого выравнивания является основное движение потока вдоль оси машины. Поскольку в осевом зазоре поток предоставлен самому себе и воздействий на него со стороны лопаточного аппарата нет, теоретическое рассмотрение движения за решеткой, в зазоре, весьма сложно. Столь же сложны и условны и попытки экспериментального изучения потока в пространстве осевого зазора. Поэтому наибольшее значение в технике расчета кромочных потерь имеют эмпирические формулы самого простого вида. [c.243]

При Ре < 10 число Рейнольдса заметно влияет на потери при обтекании лопаточных профилей (Ре = ш>Ьл1у). Чем меньше Ре, тем больше потери. В лопаточных машинах ЖРД обычно Ке > 10 . При этом шероховатость оказывает более сильное влияние на потери, чем режим течения, определяемый числом Ке. При больших шероховатостях потери в решетке заметно увеличиваются. При среднеквадратичной высоте неровностей до 5 мкм качество обработки мало влияет на потери в решетке, так как неровности поверхности закрываются ламинарным подслоем. Обычно проточная часть насоса, внутренние поверхности корпуса и диска колеса выполняются с Ка = 10 мкм. После литья такая шероховатость достигается специальной обработкой. Уменьшение шероховатости приводит к увеличению КПД насоса. Проточная часть турбины, как правило 104 [c.104]

Рассмотрим основные термодинамические соотношения для процессов в лопаточных машинах, происходящих с трением и в результате этого с подводом теплоты к жидкости. Под работой сопротивления сопр, см. формулу (2.69), будем понимать удельную работу, затрачиваемую на компенсацию всех внутренних потерь. Для течения без внешнего теплоообмена [c.112]

Область малых давлений, т. е. нижняя часть индикаторной диаграммы двигателя, менее выгодна для использования в поршневых машинах (для этого требуются большие объемы цилиндров, причем соответственно увеличиваются потери на трение). Следовательно, эту часть процесса сжатия и расширения при малых давлениях выгоднее осушествлять в лопаточных маш инах (центробежных, осевых компрессорах и газовой турбине), которые более эффективны для работы с большими объемами газа при относительно низких давлениях и температурах. Повышение давления и температуры выпускных газов, обусловленное работой поршневого двигателя с высоким наддувом, не является препятствием для применения турбины, так как по условию прочности лопаток современные газовые турбины могут надежно работать до температуры. 800° С. [c.16]

Повышенные гидравлические потери в элементах проточной части двигателей, лопаточных машин, гидравлических систем делают их нерентабельными и даже неработоспособными. В газо- и нефтепроводах через каждые 50... 100 км устанавливаются дорогостоящие компрессорные и насосные станции, в которых жидкости сообщается энергия для преодоления гидравлических сопротивлений. С другой стороны, в ряде устройств используется их повышенное сопротивление. Таковы па(рашюты, стабилизаторы пламени, сетки для выравнивания полей скоростей в аэродинамических трубах и т. д. Поэтому (расчет гидравлических сопротивлений и управление ими является одной из основных задач гидрогазодинамики. [c.130]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...