Вторник, 24.04.2018, 17:22
Газовые и паровые турбины ТЭС, ТЭЦ, АЭС
Приветствую Вас Гость | RSS
Главная | Техническая книга online | Регистрация | Вход

Меню сайта

Cветодиодное освещение

Мини-чат



Наш опрос

Требуется на сайте чат?
Всего ответов: 348




Главная » 3.3 Относительный лопаточный КПД ступени
3.3 Относительный лопаточный КПД ступени
16:28
Экономичность турбинной ступени характеризуется коэффициентом полезного действия. Относительным лопаточным КПД ступени называют отношение мощности, развиваемой на рабочих лопатках, к располагаемой мощности или отношение энергии (работы), полученной на рабочих лопатках, к располагаемой энергии:
    Работу  l обычно определяют по формуле (3.20) или (3.23), а располагаемую энергию Ео— в зависимости от места ступени в многоступенчатой турбине. Если за ступенью находится камера, где поток тормозится, и энергия выходной скорости поэтому в последующих ступенях не используется, то   Энергия с выходной скоростью промежуточной ступени может   использоваться в последующей ступени полностью. В этом случае ее в располагаемую энергию данной ступени не включают, т. е. .  В общем случае располагаемая энергия
где   — коэффициент использования выходной скорости, изме-няющийся от 0 до 1.
Если кинетическая энергия с выходной скоростью полностью теряется, коэффициент  = 0, а если полностью используется,  = 1.

Рис 3.6  h,s – диаграмма процесса расширения пара в турбинной ступени с частичной потерей энергии с выходной скоростью
На рис. 3.6 показана h,s-диаграмма процесса расширения пара в турбинной ступени с частичной потерей энергии с выходной скоростью, равной
(3.26)              
Подставив в формулу (3.24) удельную работу l из формулы (3.20), получим
относительный лопаточный КПД ступени
Относительный лопаточный КПД ступени ηо.л можно получить также из формулы
(3.28)
Располагаемая энергия ступени
Если вся энергия, которой располагает ступень, преобразуется в кинетическую энергию при  коэффициенте  использования выходной скорости  =0, то эквивалентную этой энергии скорость, называемую фиктивной, определяют по формуле
Для любой ступени из треугольников скоростей (см. рис. 3.5) следует, что w1cos β1= c1cos α1 - u. Для чисто активной ступени (ρ=0) при полной потере энергии с выходной скоростью ( =0) относительная теоретическая скорость на выходе из рабочей решетки равна относительной скорости на входе в нее w1=w2t. При этом располагаемая энергия ступени равна кинетической энергии, подсчитанной по теоретической скорости на выходе из сопловой решетки, а фиктивная скорость — теоретической скорости на выходе из сопловой решетки   cф = c1t. . Подставив значения w2t, Eo и cф в формулу (3.27), получим
Таким образом, ηо.л чисто активной ступени зависит от отношения скоростей u/cф, коэффициентов скорости в решетках φ и ψ, а также углов выхода из сопловой и рабочей решеток α1 и β2. Так как угол β1 есть функция угла α1 и отношения скоростей u/cф, то он не является независи-мым параметром.
Как видно из формулы (3.31), наибольшее влияние на значение ηо.л оказывает отношение скоростей u/cф, которое зависит от частоты вращения ротора, а также диаметра и располагаемого теплоперепада ступени. Поэтому из     отношение скоростей u/cф является одним важнейших параметров, определяющих  экономичность ступени. При фиксированных значениях φ,ψ,α1 и cosβ2/cosβ1 зависимость ηо.л от отношения скоростей u/cф изображается графически параболой (рис.3.7), которая пересекает ось абсцисс при u/cф=0 и u/сф= cosα1 , так как в этих точках ηо.л =0.
Максимальный КПД ступени ηо.л при ρ = 0 получают при оп-тимальном отношении скоростей
(3.32)
Максимальный относительный лопаточный КПД чисто активной ступени можно определить, подставив в формулу (3.31) формулу (3.32):
(3.33)
Из формулы (3.33) следует, что максимальный КПД ступени ηо.л при ρ = 0 в большей степени зависит от коэффициента скорости в сопловой решетке φ  и в меньшей степени — от коэффициента скорости в рабочей решетке ψ .
Зависимость КПД ступени ηо.л от отношения скоростей u/cф, приведенная на рис.3.7, отражает баланс энергии в чисто активной ступени. Действительно, если формулу (3.28) переписать в относительных единицах, обозначив   соответственно   через   ξс = ∆Hс/E0, ξр = ∆Hр/E0 , ξв.с.= ∆Hв.с./E0 относительные потери энергии в сопловой и рабочей решетках, и с выходной скоростью, получим
(3.34)
Относительные потери энергии в сопловой решетке при постоянном коэффициенте скорости φ=const не зависят от отношения скоростей u/cф.
Относительные потери энергии в рабочей решетке при постоянном коэффициенте скорости ψ=const зависят только от характера изменения отношений скоростей w1/c1t и  u/cф. Из треугольников скоростей следует, что отношение w1/c1t увеличивается при уменьшении отношения u/cф. Таким образом, потери энергии в рабочей решетке ξp с увеличением отношения u/cф от нуля до значения, при котором угол входной скорости β1 = 90°, уменьшаются. Дальнейшее увеличение отношения u/cф приводит к росту этих потерь энергии.
Рассматривая треугольники скоростей ступени для различных отношений скоростей u/cф, можно заметить, что относительные потери с выходной скоростью
(3.35)
достигают минимального значения при α2=90°, так как в этом случае отношение скоростей с2/с1t минимально. При отклонении угла  α2 от 90° как в сторону увеличения, так и уменьшения потери с выходной скоростью растут.
Минимальные потери энергии с выходной скоростью получают при отношении скоростей u/cф, близком к оптимальному.
Аналогично может быть получена зависимость относительного лопаточного КПД ηо.л от отношения скоростей u/cф и других факторов для одиночно расположенной ступени при любой степени реактивности. Оптимальное отношение скоростей (u/cф)опт для ступеней с любой степенью реактивности ρ приближенно определяют по формуле:
(3.36)
Зависимость КПД ступени ηо.л и потерь энергии в ней при степени реактивности ρ = 0,5 показана на рис. 3.8.
Рис 3.8 Влияние отношения скоростей u/cф на кпд реактивной ступени
 При сравнении ступеней, имеющих ρ=0 и ρ=0,5 видно, что оптимальное отношение скоростей u/cф во второй ступени в  раза больше. При той же окружной скорости оптимальный теплоперепад   ступени при степени реактивности ρ=0,5 в два раза меньше, чем ступени при степени реактивности ρ=0.
Все сказанное относительно оптимального отношения скоростей u/cф касалось случая, когда xв.с=0. Если определить КПД ступени ηо.л при xв.с>0, оптимальное отношение u/cф будет выше, а его зависимость от отношения скоростей ηо.л=f(u/cф) – более пологой. Кроме того, необходимо учитывать, что в ступени есть и другие потери, которые будут рассмотрены в разделе 3.5.
Категория: Кострыкин В.А., Шелепов И.Г. 2007 | Просмотров: 4965 | Добавил: turbin | Рейтинг: 2.5/4 |


Форма входа



Поиск



Реклама

Open

Статистика


Светодиодное освещение
Спутниковый Gps Трекер Спот
SPOT Satellite GPS Messenger


Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0


Copyright MyCorp © 2018