2. Работа на окружности турбинной ступени

Выше было установлено, что поток пара, протекая через венец рабочих лопаток, воздействует на одну лопатку с силой, окружная составляющая которой равна Р_u. В общем случае число лопаток в ступени, через которые протекает поток пара, равно z. Тогда, суммарная окружная сила, действующая на эти лопатки, составит

(5.18)

Эта сила заставляет ротор турбины вращаться, т.е. совершает полезную работу. Для характеристики полезной работы вводится понятие работы на окружности.

Работа на окружности – это удельная величина. Она может быть определена как полезная работа, совершаемая единицей массы пара [1 кг], протекающего через ступень.

Подсчитаем работу на окружности, как произведение силы, действующей на лопатки, на путь, проходимый лопатками. За одну секунду через ступень протекает G пара, следовательно, сила отнесенная к единице массы пара составит

(5.19)

За одну секунду лопатки проходят путь, равной окружной скорости u, следовательно, работа совершаемая одним килограммом пара, или работа на окружности L_u, составит:

L_u = u (5.20)

или L_u = u (5.21)

Таким образом, имея треугольники скоростей, можно рассчитать работу на окружности по скоростям С_1и и С_2и.

3. Общее выражение для кпд на окружности турбинной ступени

КПД турбинной ступени определяется отношением полезной работы к располагаемой работе. Располагаемая работа ступени определяется, располагаемым адиабатным теплоперепадом . Если в качестве полезной работы рассматривать работу на окружности, то получим выражение для КПД на окружности ступени:

(5.22)

Выразим располагаемый теплоперепад через скорости в характерных сечениях ступени:

(5.23)

Подставляя в (2.5.22) значение L_u из (2.5.20) и значение из (5.23), получим:

(5.24)

Выражение (5.24) называют общим выражением для КПД на окружности турбинной ступени.

Лекция №6
Тема:	Внутренние потери в турбинной ступени
Учебная цель:	Дать систематизированные основы научных знаний о составе внутренних потерь в турбинной ступени
Учебные вопросы:	Определение и состав внутренних потерь Общая характеристика потерь на протечки через зазоры Потери на протечки через зазоры в реактивной и активной турбинных ступенях
Литература:	[1]. Иванов Г.В., Горбачев В.А., Усов Ю.К. «Судовые турбомашины», СПб – ВМИИ, 2006. c. 42÷54

1. Определение и состав внутренних потерь

Все потери кинетической энергии, связанные с процессом преобразования энергии внутри турбинной ступени называются внутренними потерями, а та часть располагаемого теплоперепада, которая преобразуется в механическую работу называется внутренней работой.

К внутренним потерям относятся:

1. Потери на окружности

∑q_и = q_d + q_s +q_a (2.7.1)

Кроме того, в зависимости от конструкции ступени и её условий работы, могут, в общем случае, иметь место следующие потери:

2. Потери, связанные с протечками пара через зазоры: q_з.

3. Потери, связанные с парциальным подводом пара: q_в.

4. Потери на трение о пар диска и бандажа: q_r.

5. Потери, связанные с влажностью пара: q_х.

6. Неучтенные потери: q_н.

Рассмотрим физическую сущность этих потерь.