Тема 3.5 Потери в осевой турбинной ступени
Студент должен
| знать: все виды потерь располагаемой работы, возникающие в реальной турбинной ступени | |
Классификация и способы количественной оценки потерь. Коэффициентв количественной оценки потерь располагаемой работы. Профильные потери (потери на трение, кромочные потери, потери от угла атаки и волновые). Зависимость коэффициента потерь на трение от угла атаки для активной и реактивной решеток.
Концевые потери (потери на трение по концам лопаток, потери от вторичных течений, потери от перетекания газа через зазор в безбандажных венцах).
Потери во вращающемся венце (потери от радикальной неуравновешенности, нестационарности и веерности).
Конструктивные схемы типовых лабиринтных уплотнений, применяемых в газовых турбинах, и потери из-за утечек газа через лабиринтные уплотнения.
Практическое занятие №4
Расчет основных размеров первой ступени осевой турбины. Ориентировочное определение количества ступеней.
Самостоятельная работа №6
Выполнение РГР 3. Расчет основных размеров первой ступени осевой турбины. Ориентировочное определение количества ступеней.
Литература: [3], стр. 50-55
Методические указания
Потери в турбинной ступени, состоящей из двух венцов, разделенных межвенцовым зазором, складываются из профильных, концевых и от вращения, если венец вращается.
Профильные потери можно разделить на потери трения, кромочные, потери от угла атаки и волновые.
Потери на трение о профильную часть лопатки связаны с образованием пограничного слоя на профильной поверхности.
Потери трения зависят от шероховатости поверхности профиля. Потери трения возрастают при увеличении угла поворота потока в решетке и при снижении конфузорности.
Кромочные потери в газовых турбинах наблюдаются за кромками в потоке, где прослеживаются вихревые следы, которые полностью исчезают на расстоянии приблизительно
1,5 t. Кромочные потери усиливают неравномерность потока по шагу.
Потери от угла атаки связаны с тем, что при больших положительных углах атаки на спинке, а при отрицательных на вогнутой поверхности, возникают отрывные течения.
Волновые потери имеют место только в том случае, если скорость потока в какой-то части профиля достигает скорости звука или превосходит ее.
В концевые потери обычно включают потери трения по концам лопаток, потери от вторичных течений и от перетеканий через зазор в безбандажных венцах.
Потери во вращающемся венце складываются из потерь от радиальной неуравновешенности, нестационарности и веерности.
Потери в межвенцовом зазоре зависят от того, является ли он открытым или закрытым. При открытом осевом зазоре происходит подсос среды и размыв потока у корня, может иметь место и утечка рабочего тела. Закрытый осевой зазор позволяет снизить подсос или утечку.
Вопросы для самоконтроля
1. Из каких потерь складываются потери в венце ступени турбины?
2. На какие потери разделяются профильные потери?
3. От чего зависят потери трения?
4. Как влияют на потери положительные и отрицательные углы атаки?
5. Какие потери включают в себя концевые потери?
6. Из чего складываются потери во вращающемся венце?
7. С чем связаны потери от радиальной неуравновешенности?
8. Чем вызваны потери от нестационарности потока?
9. С чем связаны потери от веерности?
10. От чего зависят потери в межвенцовом зазоре?