Работа ступени при неизменной располагаемой работе

Рассмотрим режим работы когда , но . В связи с неизменностью располагаемой работы примем, что и степень реактивности неизменна. В связи с уменьшение мощности понижается частота вращения рабочей решетки. Таким образом с ₁= с ₁₀, a ₁ = a₁₀, u < u ₀, b ₁ < b ₁₀. На рис. 11 а) представлен треугольник скоростей при уменьшении мощности. Если на номинальном режиме имело место безударное обтекание рабочих лопаток, то при уменьшении мощности появится положительный угол атаки, который будет увеличиваться с уменьшением окружной скорости u.

   

Рисунок 11 - Треугольники скоростей при изменении режима:

а – ; б - .- номинальный режим; --- измененный режим.

 

На выходе из рабочей решетки на измененном режиме произойдет уменьшение относительной скорости w ₂. Из уравнений расхода следует:

; .                                  (5.1)

тогда

.                                            (5.2)

 

У всех ступеней в группе, кроме первой. площадь проходного сечения неизменная (F ₂ = F ₂₀). Соотношение удельных объемов, входящее в уравнение (5.2) можно найти из уравнения политропного процесса, предполагая, что показатель условного политропного процесса n изменяется незначительно.

.                                                    (5.3)

Для конденсационных турбин справедлива формула А. Стодолы.

.                                                    (5.4)

Учитывая (5.4) и положив F ₂= F ₂₀ уравнение (5.2) можно переписать 

,                                    (5.5)

где .

Показатель условной политропы n лежит в пределах 1,08¸1,12 для насыщенного пара, 1,15¸1,25 – для перегретого пара, 1,20¸1,33 – для воздуха. Таким образом, m =0,07¸0,025, следовательно, относительная скорость w ₂ изменяется в туже сторону, что и расход, но существенно медленнее. При увеличении мощности (рис.11, а) с ₂< c ₂₀ и a ₂ < a ₂₀. В связи с понижением скорости w ₂ и повышением w ₁ из уравнения энергии рабочего колеса

,                                                 (5.6)

при L ₀= L ₀₀ следует, что степень реактивности должна уменьшиться, т.е. r < r ₀

 

Работа ступени при уменьшении располагаемой работы

При уменьшении располагаемой работы ,. снижается абсолютная скорость  (рис 12,а). Соотношение окружной скорости u и частоты вращения n определяется выражением:

,                                  (5.7)

где ; ; .

Рисунок 12 - Треугольники скоростей при изменении режима:

а) , б).

 

Для приближенной оценки w ₂ можно воспользоваться формулой (5.5).

Уменьшение располагаемой работы может сопровождаться увеличением мощности. Такой режим в основном встречается в регулировочной ступени, где площадь проходного сечения сопел изменяется примерно пропорционально расходу или мощности

.                                                                                         (5.8)

Если переписать уравнение (5.2) применительно к сопловому аппарату первой ступени, получим

.                                (5.9)

С учетом выражений (5.4), (5.8) уравнение (5.9) можно переписать

 

.                               (5.11)

Полученные треугольники скоростей (рис. 12) дают представление о характере изменения скоростей. Если N < N ₀ то w ₁ < w ₁₀, b ₁ < b ₁₀ и наблюдается тенденция к появлению положительного угла атаки. Кроме того w ₂ < w ₂₀, с₂ < с ₂₀ и a ₂< a ₂₀. В случае N > N ₀  увеличивается угол относительной скорости w ₁, b ₁ > b ₁₀ и появляется отрицательный угол атаки. Кроме того, w ₂ < w ₂₀, a ₂ > a ₂₀. Изменение степени реактивности может быть различным.