Тепловые двигатели и нагнетатели. Ляшков В.И. - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

зывает уменьшение располагаемого теплоперепада и приводит к потере работоспособности пара ∆h
др
(см. рис.
2.14, где на h–s диаграмме сопоставлены процессы истечения через сопло без дросселирования и с дросселиро-
ванием). Из диаграммы видим, что
1др1др1010др
)()( hhhhhhh
−
=
−
−
−
=∆ .
h
s
•
•
•
•
k
0
1
1
др
Р
1
Р
0
Р
0
– ∆Р
др
∆hр
x
= 0
x
= 1
∆h
др
∆h
ддр
1
ддр
0
др
Рис. 2.14. H–s диаграмма течения
пара при дросселировании на входе
Рис. 2.15. Перетечки пара в турбине
2. Потери в соплах происходят как за счёт трения о стенки, так и из-за образования вихрей и турбулиза-
ции пара за выходными кромками сопла. Уже отмечалось выше, что эти потери учитываются коэффициентом
скорости сопла ϕ (ϕ = 0,93…0,97), а потери энергии на такое трение
p
2
сопла
)1( hh ∆ϕ−=∆ .
3. Такие же причины вызывают потери и на рабочих лопатках турбины. Здесь ещё большее влияние ока-
зывают потери, вызванные турбулизацией пара за выходной кромкой лопатки. Потери в лопаточной решётке
учитывают скоростным коэффициентом ψ. Для лопаток с умеренной реактивностью (Ω = 0,1) значения ψ =
0,85…0,91. Для реактивных лопаток (Ω = 0,5) ψ = 0,95…0,96. У активных турбин ψ на 6…12 % меньше, чем у
реактивных.
Величину этих потерь можно рассчитать как разницу кинетических энергий пара на входе и выходе из ло-
паточного канала
22
2
2
2
1
л
СС
h −=∆
.
4. Потери энергии пара возникают также из-за перетечек пара через зазоры между решётками.
Действительно, небольшая часть пара проходит из области повышенного давления (перед соплами или
рабочими лопатками) в область с несколько пониженным давлением (за названными лопатками) через зазоры,
не совершая полезной работы. Чтобы уменьшить эти потери, высота лопаток делается несколько больше
высоты сопл, а зазоры между диафрагмой и валом – по возможности минимальными. Часто и там
устанавливаются лабиринтные уплотнения, как это показано на рис. 2.15, где отдельными стрелками показаны
направления таких паразитных потоков (в зазоре между диафрагмой и сопловым диском ∆G
ду
, между рабочими
лопатками и корпусом ∆G
пу
, через зазоры в разъёме диафрагмы и через разгрузочные отверстия в ней ∆G
отв
и
др). В технической литературе можно найти эмпирические формулы, позволяющие определить расход пара при
утечках через зазоры, например в [4].
В этом случае потери энергии определяются пропорционально энтальпии свежего пара:
∆h
ут
= G
ут
/ G
0
∆h
0
, (2.3)
где G
ут
и G
0
– объёмные расходы утечек и свежего пара.
5. Потери с выходной скоростью возникают на последней ступени, поскольку пар на выходе имеет ещё
достаточно высокую скорость С
2
. На других ступенях выходная скорость предыдущей ступени увеличивает
выходную скорость в последующем сопле, а значит используется полезно. В последней ступени эта скорость
полезной работы не даёт. Потери энтальпии при этом будут
2
2
вых2
вых
С
h =∆
.
Эта потеря при неглубоких вакуумах на выходе составляет 1…2 % от ∆h
р
, а в турбинах с высоким вакуумом в
конденсаторе – 3…5 %.
6. Достаточно большие потери возникают из-за утечек через уплотнение между валом и диафрагмой осо-
бенно на первой ступени турбины, где перепад давлений (р
0
– р
бар
) очень большой. Поэтому в начале и конце
вала в зазоре между ними обязательно делается лабиринтовое уплотнение, показанное на рис. 2.16.

Страницы