Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Топ:
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Интересное:
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
2019-08-03 | 846 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Турбина – сложное инженерное сооружение, предназначенное для преобразования внутренней энергии рабочего тела в механическую энергию вращения ротора. По назначению судовые турбины можно классифицировать как главные и вспомогательные. К главным турбинам относятся агрегаты, вырабатывающие энергию в соответствии с назначением судна. На транспортных судах главные турбины вырабатывают энергию для движения судна. Все остальные турбины будут вспомогательными.
Главные турбины имеют высокую мощность и изготавливаются многоступенчатыми. Как правило, в группе турбинных ступеней все ступени выполняются однотипными. Турбинная ступень является элементарным звеном турбины способным преобразовать внутреннюю энергию рабочего тела в механическую энергию. На рисунке 2 представлена схема осевой одноступенчатой турбины (турбинной ступени).
Каждая турбинная ступень включает сопловой и рабочий аппараты. В сопловом аппарате часть внутренней энергии рабочего тела преобразуется во внешнюю кинетическую энергию (абсолютная скорость потока увеличивается от с0 до с1, давление понижается от р0 до р1). В рабочем аппарате часть внешней кинетической энергии потока и часть внутренней энергии рабочего тела преобразуются в механическую энергию вращения ротора (абсолютная скорость потока уменьшается от с1 до с2, давление понижается от р1 до р2, в частном случае давление р1 может равняться давлению р2).
Сопловой аппарат представляет набор радиально установленных турбинных лопаток, неподвижно закрепленных в корпусе, между которыми сформированы межлопаточные каналы, образующие проточную часть соплового аппарата. Рабочий аппарат также состоит из радиально установленных лопаток, закрепленных на вращающемся роторе (диске). Сопловой и рабочий аппараты иногда называют решетками турбинных лопаток.
|
Поток рабочего тела выходит из соплового аппарата со скоростью с1, вектор которой направлен под углом α1 к фронтальной плоскости сопловой решетки, рабочее тело попадает на решетку рабочих лопаток, движущихся относительно сопловой решетки с окружной скоростью u. Вектор относительной скорости w 1 потока при входе в рабочие лопатки находят, вычитая из вектора абсолютной скорости c 1 вектор окружности скорости u (скорость переносного движения). Вектор относительной скорости w 1 образует с фронтальной плоскостью рабочей решетки угол β1.
Рисунок 2 – Схема осевой одноступенчатой турбины,
развертка на плоскости цилиндрического сечения проточной части,
изменение параметров по проточной части, кинематика потока:
1 – вал; 2 – подшипник; 3 – диск (ротор); 4 – рабочий аппарат;
5 – сопловой аппарат; 6 – корпус.
Из межлопаточных каналов рабочего колеса рабочее тело выходит с относительной скоростью w 2, которая может быть больше или меньше w 1. При проходе через каналы рабочей решетки газ меняет свое направление. Вследствие поворота струи, а также (в большинстве случаев) её ускорения возникает сила, приложенная к лопаткам, которая при вращении диска совершает механическую работу. Возникновение этой силы объясняется тем, что на обеих сторонах профиля лопатки образуется разное давление. Вектор относительной скорости w 2 выходит из рабочей решетки под углом β2.
Величина абсолютной скорости на выходе из рабочего аппарата (турбинной ступени) с2 определяет потери энергии с выходной скоростью, которые существенно влияют на КПД турбинной ступени. Минимальные потери энергии с выходной скоростью будут иметь место, когда угол вектора абсолютной скорости на выходе из рабочего аппарата α2 =90°.
Если поток газа направлен параллельно оси вращения турбины, то такая турбина называется осевой (рис. 2). В радиальных турбинах газ движется, в основном, по радиусу турбины, как показано, например, на рис. 3 представляющем схему центростремительной турбины. Рабочее тело движется от периферии к центру, расширяясь сначала в сопловом аппарате, а затем между рабочими лопатками, которые на рисунке изображены радиальными. Последние могут быть изогнутыми, причем угол β1, в этом случае не равен 90°. На выходе рабочие лопатки загнуты так, что абсолютная скорость c 2 имеет осевое направление. Так как из турбины, показанной на схеме (рис. 3) рабочее тело выходит в осевом направлении, то такую турбину называют радиально-осевой.
|
α1 |
Рисунок 3 - Схема радиальной центростремительной турбины
Сопловые решетки могут образовывать суживающиеся каналы (для дозвуковых или околозвуковых скоростей) или расширяющиеся сопла Лаваля (для сверхзвуковых скоростей). В обоих случаях проходным сечением, определяющим расход газа, надо считать сечение, имеющее минимальную площадь.
Рабочие решетки, как правило, выполняют конфузорными или с постоянным поперечным сечением по длине канала. Газ входит в эти решетки с относительной скоростью w 1, а выходит со скоростью w 2.
На рисунке 4 схематически изображен в координатах s - i процесс расширения газа в реактивной ступени. В турбинной ступени газ расширяется от давления p 0 * до p 2 по условной политропе A o -A2. Располагаемая работа изоэнтропийного расширения газа в ступени L 0 складывается из располагаемой работы соплового аппарата L 01 и располагаемой работы рабочего аппарата L 02
. (2.1)
Таким образом, может быть спроектировано бесконечное количество турбинных ступеней с одинаковыми располагаемыми работами, но с различными располагаемыми работами соплового и рабочего аппаратов. С целью конкретизации соотношения располагаемых работ соплового и рабочего аппаратов вводится понятие степени реактивности турбинной ступени, которая равна отношению располагаемой работы рабочего аппарата к располагаемой работе турбинной ступени
Рисунок 4 - Процесс расширения газа в реактивной ступени
в si -диаграмме
. (2.2)
Вопросы для самоконтроля
1. Из каких элементов состоит турбинная ступень?
|
2. Какие энергетические преобразования происходят в сопловом аппарате турбинной ступени?
3. Какие энергетические преобразования происходят в рабочем аппарате турбинной ступени?
4. Чем отличается центростремительная турбинная ступень от центробежной?
5. Дайте определение степени реактивности турбинной ступени.
6. Изобразите треугольник скоростей турбинной ступени и дайте характеристику каждому вектору скорости.
|
|
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!