8.2.2 Главная универсальная характеристика радиально-осевых и пропеллерных турбин.

1. Прежде всего наносят на координатную плоскость Q′₁ и n′₁ кривые постоянных открытий а₀ лопаток направляющего аппарата (см. кривые 1, 2, 3, 4 и 5 на рис. 8.6, а). Эти кривые строятся по точкам с координатами n′₁ и Q′₁ , взятыми из граф 6 и 7 таблицы 1. Очевидно, каждой кривой а₀ = const будет принадлежать m точек.

2. Затем для каждого открытия по данным граф 6 и 10 таблицы 1 строят вспомогательные кривые η = f (n′₁ ) (рисунок 8.6, б).

3. Далее переходят к нанесению кривых η = const на главную универсальную характеристику. Для этого на рисунке 8.6, б проводят ряд горизонтальных линий (линии а — а, b — b, с — с, d — d и т. д.). Каждая из этих прямых линий будет пересекать одну или более кривых η = f (n′₁ ) в одной или двух точках с координатами n′₁ .

Например, для сечения (b — b) точки b₁ и b′₁ на кривой η = f (n′₁ ), принадлежащей первому открытию, точки b₂ и b′₂, принадлежащие второму открытию и т. д.

4. Отмечая полученные точки на соответствующих кривых a₀ = const на рисунке 8.6, а) и соединяя их, получим кривуюη = const. Очевидно, что таких кривых можно построить сколь угодно много. Обычно сетка кривых η = const на главной универсальной характеристике строится так, что большие значения к. п. д. наносятся через 1%, а иногда и через 0,5%, а в области малых значений к. п. д – через 2% и более, рисунок 8.3.

а)

n′₁

об/мин

700 800 900 1000 1200 1400 л/сек

n′₁,об/мин

Рисунок 8.6. К построению главной универсальной характеристики радиально-осевой турбины:

а) – построение семейства кривых a₀ = const и η = const;

б) – кривые η = f (n′₁) для различных открытий лопаток НА

Кроме кривых а₀ = const и η = const, на главную универсальную характеристику наносят еще кривые: N_ПРЕД, 95% N_ПРЕД и кривые коэффициентов кавитации σ = const, также возможны кривые коэффициентов быстроходности n_S = const.

Рисунок 8.6. Построение на главной универсальной характеристике кривых N_ПРЕД пятипроцентного запаса мощности и n_S = const.

Кривая предельной мощности проходит через те точки главной универсальной характеристики, в которых при данных n′₁ мощность N′₁ = ρgQ′₁η будет максимально возможной. В практике гидромашиностроения рабочие режимы обычно ограничивают кривой 95% N_ПРЕД, оставляя в запасе 5% мощности, необходимой по условиям регулирования турбин и обеспечения

полной надежности в получении расчетной мощности с небольшим запасом. Таким образом, кривая пятипроцентного запаса мощности разделяет главную универсальную характеристику на две части: левую — рабочую и правую — нерабочую. Потому что, повышение расхода Q′₁ за пределы этой линии может увеличить мощность турбины только на 5 %, после чего наступает срыв мощности, т.к. снижение к.п.д. будет происходить быстрее, чем повышение расхода.