Вихревые турбины

Если заменить в этой тираде несуществующую вихревую турбину , которая к тому же не имеет движущихся частей , на вихревую трубу и убрать слова о компонентах (компоненты воздуха — это совсем другое), то все будет правильно. Вихревая труба действительно разделяет подаваемый в нее газ на два потока— нагретый и охлажденный она действительно имеет не только большое будущее, но уже давно широко используется в технике [1.20]. Все это так. Однако никакой энергетической инверсии , а следовательно, и ррт-2, с ее помощью создать нельзя. [c.232]

РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ВИХРЕВОЙ ТУРБИНЫ [c.169]

Вихревые турбины, как и вихревые насосы, могут быть закрытого и открытого типов. У турбин закрытого типа (рис. 100) выходной патрубок соединен с каналом и жидкость отводится из канала непосредственно в выходной патрубок. У турбин открытого типа (рис. 101) выходной патрубок соединен с выходным окном, расположенным на радиусе, меньшем радиуса канала. Чтобы перейти из канала в выходной патрубок, жидкость должна пройти через рабочее колесо. При этом скорость жидкости уменьшается. Это может повысить кавитационные качества. [c.169]

БАЛАНС ЭНЕРГИИ В ВИХРЕВОЙ ТУРБИНЕ [c.172]

На рис. 102 приведен баланс энергии в вихревой турбине. К турбине подводится поток жидкости, имеющий располагаемую мощность ТУр. Часть этой мощности расходуется на гидравлические потери во входном (от входного патрубка до входа в канал). [c.172]

Рис. 102. Баланс энергии в вихревой турбине

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА СХЕМЫ РАСЧЕТА ВИХРЕВОЙ ТУРБИНЫ [c.180]

Произведем поверочный расчет опытной вихревой турбины 1, проточная полость которой изображена на рис. 100, а характеристика на рис. 109. При испытании турбины, кроме подачи, напора и мощности, измеряли перепад пьезометрических напоров А/г в сечениях канала, расположенных под углом 180 друг к другу симметрично вертикальной осевой плоскости. Радиус Ro,B, на котором расположена ось продольного вихря, а также [c.180]

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНЫХ ВИХРЕВЫХ ТУРБИН [c.184]

В результате кавитационных испытаний вихревых турбин были получены кавитационные характеристики, представляю- [c.186]

На рис. 110, б приведены зависимости чисел кавитации а для вихревой турбины 2 от коэффициента расхода Q/Fu. [c.187]

Кавитационные качества насосов открытого типа выше, чем закрытого. Это ожидалось и для вихревых турбин. Однако испытания показали, что кавитационные качества испытанных вариантов турбин закрытого типа несколько выше, чем открытого. Так, ири Q/Fw=l,58 для турбины 1 (закрытого типа) 0т1<О,О38, для турбины 2 оц = б,064. Для турбины 1А при Q Ри , 6Ъ ап<0,057, для турбины 2 ац = 0,06б. О более высоких кавитационных качествах турбин закрытого типа свидетельствует также отмеченное выше меньшее увеличение напора при переходе от первого ко второму критическому режиму. Отсутствие преимуществ открытой турбины по второму критическому [c.188]

Такого рода вихревые усы не могут возникнуть в турбомашинах других типов (осевые компрессоры и вентиляторы, осевые турбины), отличающихся тем, что их лопатки ограничены с торцов поверхностью кольцевого канала ). В результате этого индуктивное сопротивление или совсем не возникает, или оно имеет второстепенное значение. [c.102]

Суммарные потери на трение потока пара о стенки канала между рабочими лопатками турбины, вихревое движение частиц пара и трение их между собой [c.304]

К нижней поверхности крепится обтекатель 15, обеспечивающий плавный выход потока за лопастями. Обычно его выполняют сварным с вогнутыми образующими, иногда — из двух усеченных конусов по аналогии с осевыми турбинами. Обтекатели, как показывает практика, при нерасчетных режимах испытывают большие нагрузки, поэтому и их крепление (рис. VI. 1, б) посредством болтов 18, надежно защищенных против самоотвинчивания, должно быть достаточно прочным. Эти нагрузки, возникающие при колебаниях вихревого жгута в потоке эа рабочим колесом, трудно определить, поэтому диаметр болтов принимают достаточно большим, ориентировочно равным = (0,005 н-0,01) Dy. Соответственно выбирают и толщину фланцев. Иногда обтекатель крепят (рис. VI.I, в) к штырю 14 гайкой 16. [c.176]

Русские ученые внесли существенный вклад в дело развития теории газотурбинных установок. Вихревая теория несущего крыла аэроплана, в частности теорема о подъемной силе, закон постоянства циркуляции по радиусу осевой лопаточной машины, разработанные Н. Е. Жуковским (воздушный винт НЕЖ), послужили в дальнейшем фундаментом, на котором создавалась теория профилирования лопаток осевых компрессоров и лопаток газовых турбин. Многоступенчатый осевой компрессор для сжатия воздуха был опубликован впервые в отечественной литературе К. Э. Циолковским в 1930 г. [c.100]

Полный сброс нагрузки без отключения генератора, т. е. отключение турбины и удержание ее на частоте п = 3000 мин генератором, опасно вследствие сильного разогрева роторов за счет вихревых потерь, возникающих при трении лопаток о воздух или пар, имеющийся в цилиндре. Время работы турбогенератора в моторном режиме исходя из этого не должно превышать 2—4 мин. Если в течение этого времени персонал выяснит причину отключения турбины и возможность ее дальнейшей работы, то можно быстро взвести клапаны и нагрузить турбину. Если при сбросе котел остался в работе, то нагружение можно производить быстро если же котел отключился, то необходимо взять минимальную (1—5 МВт) нагрузку за счет аккумулированного пара и подождать до растопки и форсировки котла, а затем с возможно максимальной скоростью нагрузить турбину. Быстрое нагружение турбины после сброса необходимо для предотвращения захолаживания металла турбины и чрезмерного относительного сокращения роторов. [c.102]

Как и в прямых соплах [61], в сопловых решетках турбин возникает переохлаждение пара, зависящее от геометрических и режимных параметров решетки, а также от начального перегрева (или соответственно начальной влажности). При переходе от перегретого к сухому, насыщенному и влажному пару относительное давление за решеткой р, а также во всех точках обвода профиля сопловой решетки несколько меняется (рис. 3.1). Минимальные давления на трех режимах устанавливаются на спинке профиля, вблизи узкого сечения канала и на выходных кромках р р, где формируется вихревое движение. За выходным кромками существуют условия, благоприятствующие частичной конденсации здесь [c.73]

Другой механизм конденсации при дозвуковых скоростях связан с периодической нестационарностью и высокой турбулентностью потока в проточной части турбины, обусловленными взаимодействием решеток. Влияние решетки на последующую выражается прежде всего в том, что вихревые следы первой попадают в каналы второй. При этом возникают волны сжатия и разрежения в каналах второй решетки и совместно с дискретными вихрями следа VI создают в них благоприятные условия для возникновения жидкой фазы (рис. 3.3,г). В каналы предшествующей (первой) решетки распространяются волны от собственных вихревых следов, а также от входных кромок последующих лопаток. Чередующиеся волны сжатия и разрежения, а также вихревые следы служат генераторами интенсивной турбулентности в межлопаточных каналах и, следовательно, генераторами жидкой фазы. [c.76]

Вот что пишет об этом устройстве один из пропагандистов энергоинверсии [3.10] Если способ отделения горячих компонентов воздуха от холодных (быстрых молекул от медленных) с помощью максвелловских демонов, открывающих в перегородке сосуда дверцы перед быстрыми молекулами, видимо, невозможен, то вот с помощью вихревой турбины... это осуществить удалось. Она представляет собой мундштукоподобное устройство, закручивающее в вихрь прокачиваемый сквозь него обычный воздух так, что наружу выходят из него две струи — горячая и холодная. Перед этой простой, не имеющей двих<ущихся частей турбиной большое будущее . [c.232]

Передача энергии от жидкости рабочему колесу возможна также благодаря касательным нанрял-сениям на поверхности раздела колеса и канала, обусловленным турбулентным обменом частицами жидкости, текущей по каналу и находяпдейся в рабочем колесе. Турбулентный обмен сильно увеличивают поперечные вихри, образующиеся за входной частью кромки лонаток из-за большого угла атаки. Турбулентный обмен возникает лишь при малой интенсивности продольного вихря. Передача энергии в результате турбулентного обмена малоэффективна по сравнению с передачей энергии продольным вихрем, поэтому вихревые турбины следует проектировать так, чтобы интенснвгюсть продольного вихря была возможно большей. При этом передачи энергии из-за турбулентного обмена практически не происходит. [c.171]

Уменьшение мощности М больше, чем уменьшение мощности Л п.в, так как коэффициент кинетической энергии а больше, чем коэффициент количества движения Р кроме того, мощность N уменьшается также из-за наличия меридионального движения в выходном сечении канала и большего значения рпых в уравнении (135), чем в уравнении (137). Поэтому уравнение (138) дает заниженное значение Ло.кЛр-п- Так как окружная составляющая скорости жидкости в канале у вихревой турбины значительно больше, чем у вихревого иасоса, то неточность уравнения (138) больше, чем уравнения (в). [c.175]

Таким образохм, поверочный расчет подтвердил схему расчета вихревой турбины. [c.184]

Поперечный вдув струй в сносящий поток представляет практический интерес в связи с разнообразными приложениями, начиная от разбавления продуктов сгорания воздухом в камерах сгорания (КС) газовых турбин и заканчивая аэродинамикой реактивной струи при переходе самолета вертикального или укороченного взлета и посадки с режима подъема на крейсерский режим. При вдуве струи в сносящий поток наблюдается сложная картина течения [1, 87]. Поперечное сечение струи принимает почкообразную форму и состоит из двух вихрей, закрученных в противоположные стороны. Основной поток, обтекая струю, формирует зону обратных токов. Возникающие зоны возвратных течений могут быть использованы для стабилизации фронта пламени в прямоточных КС авиационных двигателей. Генератором стабилизирующей струи служит вихревой воспламенитель [141] (см. п.7.1). Преимущества этих систем — высокая надежность запуска и устойчивая работа в щироком диапазоне изменения физических и климатических условий. В этом случае стабилизация осуществляется на высокотемпературном факеле — закрученном потоке продуктов сгорания, истекающих из сопла-диафрагмы с трансзвуковой скоростью, что может быть использовано для воспламенения сносящего потока топливо-воздушной смеси. При [c.359]

Охлаждаемые лопатки турбины ГТД со встроенными в перо малоразмерными вихревыми энергоразделителями [c.366]

Характерные особенности закрученного потока наиболее полно подходят для создания эффективной схемы конвективных и конвективно-пленочных систем охлаждения лопаток проточной части ГТД. В турбинных двигателях IV—VI поколений прослеживается тенденция использования больших степеней понижения давления газа в ступени (я > 2), что обусловливает возможность применения вихревых энергоразделителей (ВЭ) в охлаждаемых лопатках. По прогнозу к 2000 г. будут вводиться в эксплуатацию перспективные двухконтурные турбореактивные двигатели со степенью повышения давления в компрессоре до л = 60, с последней центробежной ступенью компрессора и противоточной камерой сгорания в этом случае на охлаждение соплового аппарата второй ступени удобно подвести воздух высокого давления из внутреннего кожуха камеры сгорания, и использование ВЭ становится перспективным. [c.367]

Рис. 8.2. Рабочая лопатка с вихревыми мик-роэнергоразделителями Патент N57-45881 Япония. Схема охлаждения лопаток газовых турбин/Кобаяси С., 1982, МКИ ГОШ 5/18 /— коллектор 2— охлаждающий поток 3— диафрагма 4— цилиндрические каналы 5 — нагретый поток

В практике применения вихревых труб встречаются достаточно крупногабаритные их экземпляры с диаметром до 2 м и более [75, 76, 84, 168]. С этой точки зрения представляет интерес возможность использования вихревого эффекта в системе термоста-тирования ротора, улучщения работы думисной системы и подвода охлаждающего воздуха к турбине высокого давления с закруткой потока. [c.382]

На рис. 8.13 представлена принципиальная схема каскада высокого давления ГТД с организацией в подкамерном пространстве закрученного течения охладителя. Под камерой сгорания / расположен цилиндрический либо конический корпус вихревого энергоразделителя 2, куда из полости течения вторичного воздуха 3 камеры сгорания / подается часть вторичного воздуха. На охлаждение турбины, как следует из схемы течения, подаются закрученные приосевые массы газа, охлажденные в камере энергоразделения. Избыточное по сравнению с охлажденным потоком давление подогретого потока воздуха срабатывается в процессе охлаждения задней полости сопловой лопатки. Неизбежные утечки воздуха через осевой зазор за последним рабочим колесом турбины при их подкрутке в направлении вращения ротора используются на организацию дополнительного потока, вдуваемого в приосевую зону. [c.383]

Таким образом, использование вихревых энергоразделителей целесообразно при решении специальных задач теплообмена в энергетических установках и ГТД охлаждение статорных лопаток турбины, в системе подвода сжатого воздуха в турбину высокого давления, для нагрева лопатки направляющего аппарата с целью предупреждения обледенения при работе в условиях большой влажности воздуха и низкой температуры. [c.383]

Двигатель АЛ-31Ф требователен к технологическим процессам изготовления и к допускам на размеры деталей, что, в свою очередь, потребовало значительного технического перевооружения производства, особенно внедрения новых технологий в литейном производстве. Задача освоения технологии изготовления новой конструкции авиационного двигателя АЛ-31Ф потребовала новых конструкций охлаждаемых лопаток. Методом литья на ОАО УМ-ПО внедрялись рабочие турбинные лопатки без припуска по перу конструкции штырковой (на первом этапе 1980 - 1985 гг.) и с циклонно-вихревой системой охлаждения (на втором этапе 1980 -1990 гг.). Конструкции их показаны на рис. 114. Наиболее сложная последняя конструкция с многочисленными перемычками с тонкими ребрами. Она имеет 19 охлаждаемых каналов, расположенных по углом 30° к оси лопатки, пятнадцатью перемычками и десятью отверстиями диаметром 0,85 - 0,95 мм, а длина отливки 150 мм, что значительно усложнило задачу изготовления керамических стержней по сравнению с отливкой первого варианта (см. рис. 204). [c.446]

Жесткое крепление лопастей на ступице и ободе в радиально-осевых турбинах приводит к тому, что гладкое обтекание в них возможно только на одном, так называемом расчетном режиме, обычно соответствующем 80% от полной мощности при расчетном напоре. При нерасчетных режимах (Л гур / и Я,ур //) поток набегает на входные кромки лопастей с определенным углом атаки, в результате чего образуются вихри, обычно сходящиеся на выходе из рабочего колеса в общий вихревой жгут спиральной формы, вращающийся с определенной частотой и вызывающий внезапные изменения и пульсапию давления в потоке. В турбине при этом возникают вибрация и удары, которые могут сделать недопустимой эксплуатацию. Эти так называемые нестационарные явления усиливаются при все более отличающихся от расчетного режимах. Необходимым условием эксплуатации является требование, чтобы при любой мощности и при напорах от 0,6Я до Н неспокойные режимы были допустимыми. Обычно они наиболее выражены при мощностях (0,2-т 0,6) N и более [c.29]

Еще более значительны затруднения, возникающие при расчете параметров потока реагирущей системы в проточной части газовой турбины. Немонотонность теплофизических свойств и учет кинетики химических реакций делают в настоящее время практически неразрешимой и задачу стационарного двумерного вихревого течения реагирующей смеси. Эти затруднения указывают на необходимость разработки упрощенной математической модели, отражающей основные физические закономерности расширения реагирующего газа в ступени турбины. [c.166]

В 1910—1911 гг. ученики Жуковского Г. X. Сабинин и Б. Н. Юрьев развили теорию винта, предложенную Джевецким, и разработали методику расчета, хорошо оправдавшуюся на практике. В период 1912—1918 гг. Жуковский выполнил серию работ но вихревой теории гребного винта [46], доведенной им и его учеником В. П. Ветчинкиным до практических приложений. Значение этой теории состоит в том, что едиными зависимостями охвачены все разновидности винтов пропеллер, геликоптерный винт, лопасти турбин, ветряного двигателя и вентилятора. [c.288]

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]

Решетки турбин часто работают в нерасчетных условиях, т. е. при изменяющихся углах входа потока, числах Маха и Рейнольдса и т. д. Представленная на рис. 3.3, а схема расположения возможных зон конденсации в межлопаточных каналах сопловых решеток не сохраняется при изменении геометрических и режимных параметров. Так, при увеличении относительного шага лопаток давление и температура вблизи минимального сечения падают, а за выходной кромкой растут. Можно предположить, что в таких решетках основная масса мелких капель возникает вблизи спинки, а роль вихревых кромочных следов в процессе конденсации оказывается менее значительной. Существенные изменения угла входа потока также приводят к иному механизму конденсации. В зависимости от угла входа ао при обтекании входных кромок возникают диффузорные участки и отрывы пограничного слоя, генерирующие вихревое движение. Одновременно при изменении углов входа потока меняется интенсивность концевых вихревых шнуров. Если углы входа меньше расчетного (ао<аор), интенсивность концевых вихрей возрастает и, наоборот, при ао>оор—падает. В первом случае (рис. 3.3, б) конденсация происходит в трех вихревых шнурах в двух концевых и в вихре, расположенном на входной кромке IV. Во бтором — основное значение имеет переохлаждение в вихре на входной кромке (рис. 3.3, б). При нерасчетных углах входа возможно появление отрывных областей на спинке в косом срезе V. Опыты подтверждают, что в таких областях возникает наиболее интенсивная конденсация. [c.76]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...