turbiny

ПОТЕРИ:

1.Поскольку капли влаги имеют значительно большую плотность, чем пар, на их разгон отбирается часть энергии от потока пара это первая составляющая потерь от влажности.

2.Кроме того, поскольку скорость капель влаги значительно меньше скорости потока пара, они натекают на рабочие лопатки под большим отрицательными углами атаки и тормозят вращение рабочих лопаток.

ЭРОЗИЯ.

Помимо потерь энергии, капли влаги вызывают механический износ, который называют эрозия.

Проблема эрозионного износа особо остро стоит в турбинах АЭС, посколько они работают на насыщенном либо же слабо перегретом паре.

Максимальная допустимая степень влажности Y=1-X , составляет 12-14%

СНИЖЕНИЕ.

Для снижения используются различные конструкции сепараторов влаги, а наиболее эффективным способом снижения влажности является промежуточный перегрев пара.

Zвл=2 (0.9 0 + 0.35( 2 − 0))

Y0=1-X0 Y0-влажность перед ступенью

Y2=1-X2 Y2-влажность за ступенью

Профиля.

Выбираются в зависимости от чисел МАХА:

1.Тип А М≤ 0.7 ÷ 0.9 дозвуковой

2.Тип Б М=0.9÷ 1.15 околозвуковой

3.Тип В М=1.1÷ 1.3 сверхзвуковой

4.Тип Р М≥ 1.3 ÷ 1.5 с расширяющимися каналами(сопло Лаваля)

			1			2
	Числа маха:	=			=			= √				= √
	1		1	2		2	1	1		1	2	1		2

k= = 1.3(для перегретого пара)

Обозначения.

С9015В: С-сопловой, 90-угол наклона входной кромки соплового и рабочего профилей,

15-угол наклона выходной кромки соплового и рабочего профилей.

В-сверхзвуковой.

Р2314А: Р-рабочий, 23угол наклона входной кромки соплового и рабочего профилей,

14угол наклона выходной кромки соплового и рабочего

профилей,

А-дозвуковой.

Скелетный угол и угол атаки.

T1, T2 – шаг сопловой и рабочей решеток

b1, b2 – хорды соплового и рабочего профилей

B1, B2ширина сопловой и рабочей решетки

V1, V2 ширина соплового и рабочего каналов в выходном сечении

ол , 1л лопаточные(СКЕЛЕТНЫЕ) углы наклона входной и выходной кромки соплового профиля

1л , 2ллопаточные (СКЕЛЕТНЫЕ)углы наклона входной и выходной кромки ра

L1, L2 – высота сопловых и рабочих лопаток.

dк корневой диаметр(по основание рабочих лопаток) dcp средний диаметр(середина рабочих лопаток)

dп переферийный диаметр(по верхушкам лопаток)

(с чертой сверху)= t/b относительный шаг

l((эль маленькая)с чертой сверху)=l/b относительная высота Ѳ= dср/l

УГОЛ АТАКИ:

1 =<(угол) ол−< (угол) 0

2 =< (угол) 1л-<(угол) 1

Для обеспечения наилучшего обтекания лопаток и максимального КПД ступени угол атаки должен стремиться к 0.

13 вопрос.

	Наибольшее влияние на КПД при изменении		оказывает потери с
	выходной скоростью ŋвс.

И оптимальному значению opt соответствует минимальное значение с

выходной скоростью ŋвс.

А из выходного треугольника скоростей следует, что минимальному значению выходной скорости С2 , а следовательно и потере с выходной скоростью ∆ вс , соответствует угол выхода из ступени 2=90 градусам.

Преимущества:

1.В многоступенчатых турбинах возможно выполнить отборы пара из промежуточных ступеней для регенеративного подогрева питательной воды, а также для промежуточного перегрева пара. Это существенно повышает КПД цикла и турбины.

2.Кинетическая энергия выходной скорости С2 промежуточных ступеней может частично или полностью использоваться в последних ступенях. Поэтому потери с выходной скоростью ∆ имеет место только в самой последней ступени турбины или цилиндра.

3.Использую большое кол-во ступеней можно в каждой ступени обеспечить относительно невысокий теплоперепад. Это в свою очередь позволяет обеспечить в каждой ступени

оптимальное соотношение скоростей	Са	и получить максимальный КПД
0 =1500 кДж/кг

Са √2Н0 = √3 106 = 1700 м/с

( )opt ~0.5  U≈ 900 м/с

4.Потери энергии в промежуточных ступенях турбины сопровождаются повышением температуры пара в каждой ступени по сравнению с теоретическим процессом. Это явление называется «ВОЗВРАТОМ ТЕПЛА» и способствует заметному повышению КПД многоступенчатой турбины.

15 вопрос.

Мощность турбины с регенеративными отборами определяется как сумма мощностей отсеков ступеней, расположенных между патрубками отборов. такой подогрев существенно повышает тепловую и общую экономичность установок. В схемах с регенеративным подогревом потоки пара, отводимые из турбины в регенеративные подогреватели, совершают работу без потерь в холодном источнике. При этом для одной и той же электрической мощности турбогенератора расход пара в конденсатор уменьшается и КПД установки увеличивается.

= 1			* 1	+( − 1 ) 2			2	+ ( − 1	− 2 ) 3		3	+( −
	0	0	0		0 от	0	0	0 от	от	0	0	0
1	− 2	- 3 ) 4			4
от	от	от		0	0

16) Объяснить конструкцию и принцип действия лабиринтового уплотнения. Изобразить тепловой процесс уплотнения, привести выражение для определения расхода утечек, линии Фанно. Перечислить способы уменьшения утечек.

Между неподвижными диафрагмами и вращающимся ротором, а также между рабочими лопатками и корпусом турбины возможна протечка пара. Для снижения этих протечек в турбинах используются бесконтактные лабиринтовые уплотнения, которые выполняются в виде тонких гребней, образующих минимальные зазоры между вращающимися и

неподвижными деталями.

Каждый зазор между гребнем и валом работает как миниатюрное сопло, под воздействием перепада давлений поток в зазоре разгоняется с понижением давления, температуры и энтальпии. Попадая в зазор между гребнями(расширительная камера) поток тормозится и вся его кинет.

Энергия переходит а потенциальную. Температура и энтальпия восстанавливаются на прежний уровень. Процесс торможения идет по линии

АВ.

Состояние пара в уплотнении подчиняется уравнению неразрывности

ут ∙ = упл ∙ С;

ут =

; упл =

ут

С

=

= ;

упл

ут = у ∙ упл ∙ √

0

∙ √

1 − 2

0

у −коэффициент расхода уплотнения(зависит от формы гребня уплотнителя, его

толщины и зазора между гребнем и валом)

упл – площадь зазора в уплотнении ; упл = ∙ у ∙ ;

= 0.5 − 0.8мм

P0, V0 – параметры пара перед уплотнением;

Z – число гребней уплотнения.

=

ут

∙ ол ≈

у ∙ упл ∙ Купл

∙ ол

ут

0

1 ∙ 1 ∙ √

Купл – коэффициент, характеризующий увеличение утечки через прямоточное уплотнение по сравнению со ступенчатым

Утечка через периферийные уплотнения над рабочими лопатками

п	=	∙ п ∙ экв	∙ √ + 1.8 ∙	2	∙ ол;		экв =			1
ут		1		ср			4				1.5 ∙
								√		+	2
									2
-осевой зазор между лопаткой и диафрагмой						-радиальный зазор

17) Изобразить тепловой процесс реактивной ступени с учетом потерь, диаграмму изменения давления и скоростей в реактивной ступени. Привести определение и физический смысл степени реактивности.

в Степень реактивности показывает, как распределяется общая адиабатическая работа ступени между рабочим колесом и направляющим аппаратом. = 0ол

Степень реактивности показывает, как распределяется общий адиабатический теплоперепад между сопловым аппаратом и рабочим колесом. При р=О, турбина называется активной.

Степень реактивности р обусловливает такое соотношение между элементами планов скоростей и такие формы межлопастных каналов, при которых потери энергии в ступени оказываются малыми.

18. Изобразить тепловой процесс чисто активной ступени при ρт =0 с учетом потерь, диаграмму изменения давления и скоростей в активной ступени.

20) Привести и проанализировать первое и второе уравнения Эйлера. Объяснить, за счет чего возникает окружное усилие «Ru» на рабочих лопатках активной и реактивной ступеней.

1-е ур-е Эйлера

= (1 ∙ 1 + 2 ∙ 2) = 1 ∙ 1 + 2 ∙ 2

2-е ур-е Эйлера

= с12−с22		+ 22− 12
	2		2

1ур-е Эйлера показывает что удельная мощность ступени определяется скоростью вращения лопаток u и проекциями абсолютной или относительной скоростей на направление вращения u

2ур-е позволяет проанализировать характер преобразования энергии в ступени.

Пусть в канал за отрезок времени бт входит масса бm, тогда изменение количества движения этой массы в направлении выражения и равняется импульсу силы, действующей на эту массу со стороны рабочих лопаток в направлении вращения u

21. Привести и проанализировать уравнение для осевого усилия на рабочих лопатках Rz. Объяснить, за счет чего возникает осевое усилие Rz в активной и реактивной ступенях и как влияет степень реактивности на осевое усилие Rz

осевое усилие не создает полезной мощности , оно действует вдоль оси турбины и нагружает упорный подшипник.

Брат если тебе попадется этот вопрос, ты можешь открыть рот и отсосать у любого из рядомстоящих человека,так как это вся информация из лекций про осевое усилие Rz

24. Изобразить профили сопловых и рабочих решеток. Обозначить и расшифровать их геометрические характеристики, проходные площади решеток. Сформулировать понятие угла атаки, безударного натекания. Объяснить, для чего используется парциальный подвод пара (e < 1).

t1 и t2 – шаг сопловой и

рабочей решеток

b1 и b2 – хорды соплового и рабочего профиля. B1 и B2 ширина сопловой и рабочей решеток.

O1 и O2 ширина соплового и рабочего каналов в выходном сечении , α0л и α1л – лопаточные углы наклона входной и выходной кромки соплового профиля. β1л β0л – лопаточные углы наклона входной и выходной кромки рабочего профиля. l1 l2 высота сопловых и рабочих решеток, dк корневой диаметр, dп переферийный диаметр

для обеспечения максимального КПД ступени и обтекания лопаток угол атаки должен стремится к нулю.

25. Привести выражения и сформулировать определения режимных и газодинамических характеристик решеток.