Тепловые двигатели и нагнетатели. Ляшков В.И. - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Экспериментальные исследования позволили установить, что наилучшие экономические характеристики
турбины получаются при определённом (оптимальном) соотношении между скоростями U и С
1
:
03,045,0
2
cos
1
опт
1
±≈
αϕ
=
C
U
.
Отмечая равенство выделенных углов (как накрест лежащие), можно по теореме косинусов для треуголь-
ника 1Bb рассчитать величину относительной скорости w
1
, а из простых соотношений для прямоугольных тре-
угольников 1ab и 1AB – угол β
1
, определяющий её направление:
11
22
1
1
cos2 α−+= UCUCw ;
UC
C
BbaB
AB
ab
а
−α
α
=
−
==β
11
11
1
cos
sin1
tg
.
Относительную скорость пара на выходе из лопаточного канала турбины рассчитываем аналогично тому,
как рассчитывали скорость на выходе из сопла:
2
12
2 whw
p
+Ω∆Ψ= ,
где Ψ – коэффициент скорости лопаточного канала, учитывающий внутренние потери на трение в канале (ве-
личина Ψ примерно на 0,04 меньше, чем ϕ). Для активных турбин (Ω = 0) эта формула упрощается:
w
2
= Ψw
1
.
Конечно же и здесь пар имеет переносную скорость U, поэтому абсолютная скорость пара на выходе опре-
делится суммой двух этих векторов (рис. 2.12).
По теореме косинусов для треугольника 2Bb находим
22
22
2
2
cos2 β−+= UwUwС .
Угол, определяющий направление этой скорости найдём из геометрических соотношений для треугольников
2aB и 2ab:
2
22
2
cos
22
cos
C
Uw
b
bBAb
b
ab −β
=
−
==α .
Знание приведённых скоростей позволяет рассчитать геометрические размеры сопловых и лопаточных
решёток.
Объёмный G
1
или массовый М
1
расход пара через сопло легко определяется делением общего расхода пара
на число сопл в диафрагме Z:
Z = D
ср
/ t
сл
,
где D
ср
– средний диаметр решёток; t
сл
– шаг сопловых лопаток. Величиной шага t
сл
задаются, ориентируясь на
прототип, а средний диаметр решётки находят по величине переносной скорости U, понимая, что
60
ср
nD
U
π
=
,
где n – число оборотов вала в мин.
Таким образом, рассчитав С
1
, определяют величину U и, задавшись числом оборотов n, находят диаметр
D
ср
, число лопаток Z и после округления Z до целого пересчитывают или шаг t
сл
, или величины D
ср
и U. Конеч-
но же всё это делается сразу после определения С
1
.
Величину выходного сечения сопла находят из уравнения неразрывности
М
1
= С
1д
F
2
ρ
1д
= С
1д
F
2
/ v
1д
.
Отсюда
F
2
= M
1
v
1д
/ С
1д
.
Величина поперечного сечения сопла определяется его размерами
F
2
= a
1
l
1
,
где
1
а и
1
l – ширина и высота выходного сечения сопла. Учитывая, что
111
sin
α
=
tа (см. рис. 2.7), легко нахо-
дится высота сопла

Страницы