- Вся имеющаяся теплопередача преобразуется в кинетическую энергию потока в сопле, а турбина, в которой не происходит расширения в канале между рабочими лопатками (давление рабочей жидкости не изменяется), называется активной или изобарной турбиной. В простейшей активной турбине рабочая жидкость поступает в сопло/(или группу сопел), в котором она разгоняется с высокой скоростью и направляется к рабочей лопатке 2 (рис.20.2). Усилие, вызванное Rns. 20.2.Схема ступени турбины Вращая струю в канале рабочей лопатки (см. фиг. 20.1, а), вращают диск 3 и соединенный с ним вал 4.Ступень состоит из 1 ряда сопел и 1 лопасти с лопастями ротора.
Приращение кинетической энергии на выходе из сопла можно определить по формуле (5.1 г). （^、/ 2-^ / 2-Ло-А,,.(20.1） Где Co, Lo-скорость и энтальпия потока перед соплом; C) T, A |—теоретическая скорость и энтальпия потока на выходе из сопла. Предполагая скорость ω= 0 перед соплом, это выглядит так: с? m / 2 =(A0 ^ m1m)= L / h, (20.2) где ДЛт-имеющаяся тепловая капля, соответствующая скорости.
В реальных условиях в результате трения и вихрей в потоке часть кинетической энергии направленного движения молекулы преобразуется в энергию неупорядоченного движения молекулы, энтальпия рабочего тела за соплом увеличивается, а имеющиеся теплопотери и расход потока уменьшаются： (20.3） Где: (р если коэффициент скорости сопла, то последнее сопловое устройство турбины ПК = 0,95 ч-0,98. В лопастях рабочего колеса кинетическая энергия потока преобразуется в работу. При входе в лопатку Основная составляющая расхода совпадает с направлением движения лопасти, а на выходе она противоположна(рис. 20.2).Поэтому абсолютный расход на выходе значительно ниже, чем абсолютный расход на входе.
- Динамический поток воздействует на лопатки ротора с силой P. проекция этой силы на ось механического PT .Осевая сила распознается упорным подшипником, который препятствует перемешиванию Ротора вдоль оси, а проекция P в направлении окружной скорости P. В 1883 году Лаваль построил 1-ступень активной турбины(рис. 20.3). Пар поступает более чем в 1 сопло 4, а на значительной скорости направляется в сопло 4 и направляется к рабочей лопатке 5.Отработанный пар удаляется из выхлопной трубы I. передние 2 и задние 7 лабиринтные уплотнения устанавливаются там, где вал проходит через корпус для предотвращения утечки пара. Вся доступная теплопередача запускается в 1 шаг, что увеличивает расход в сопле.
Например, если требуется надуть перегретый пар с параметром 1 МПа Рис. 20.3.Рисунок 20.4 одноступенчатой турбины Лаваля. Схема активной турбины с 3 уровнями давления ： / — Сопло, 2-впускной патрубок; 3-рабочая лопасть / ступень; 4-сопло; 5-рабочая лопасть / ступень. 6-сопло; 7-рабочая лопатка III ступени. 3-выхлопная труба; 9-дроссель Увеличивает геометрические размеры проточных частей вдоль пара. Если валовое падение (yo-yyv) распределено равномерно между 2 ступенями давления, то скорость истечения пара из сопла каждой ступени, м / с,= = ^ 2 (y0-yoy)/ g. So, если вы используете шаги давления, вы получаете среднее значение cb и высокую эффективность.
При давлении 500 ° С, до 10 кПа, теплопередающая прокладка округляется до 980 кДж / кг, что соответствует скорости потока 1400 м/с. При таком расходе неизбежны большие потери, а главное-недопустимая окружная скорость возникает в соответствии с прочностными условиями лопасти. Поэтому мощность 1-ступенчатой турбины Лаваля ограничена (до 1 МВт), а КПД низкий. Все большие турбины многоступенчатые. На рисунке 20.4 показана схема активной многоступенчатой системы .
Включает в себя несколько турбин, расположенных последовательно вдоль пары ступеней, сидящих на 1 валу. Ступени отделены друг от друга диафрагмой, в которую встроены сопла. В такой турбине давление уменьшается, когда пар проходит через сопло, что сохраняет его постоянным на лопатке. Абсолютная скорость пара в ступени, называемой ступенью давления, увеличивается в сопле, а затем уменьшается на лопатках во время работы.
Смотрите также:
| Охрана окружающей среды от вредных выбросов котельных агрегатов | Реактивные турбины |
| Действие рабочего тела на лопатки | Мощность и КПД турбины |
