Угол охвата спиральной камеры.
По данным модельных испытаний различных гидротурбин, потери энергии в турбинной камере, статоре и направляющем аппарате зависят (при заданной ширине блока В в плане) от соотношения между принятыми площадью входного сечения FВХ и углом охвата φ.
При выбранных размерах входного сечения спиральной камеры:
· увеличение угла охвата φ↑, → приводит к уменьшению неравномерности потока вдоль периметра направляющего аппарата, что улучшает характеристики шдротурбин.
· увеличение угла охвата φ↑, → приводит к увеличению скорости в спиральном канале и большей закрутке потока, в результате чего могут возрасти потери энергии в направляющем аппарате.
Отсюда следует задача оптимизации: при заданной ширине блока в плане В = В1 + В2 (рис. 7.1) необходимо подобрать такое соотношение между FВХ и φ, при котором КПД турбины был бы наибольшим. Оптимальный вариант спиральной камеры выбирают на основании данных модельных испытаний принятого рабочего колеса с различными спиральными камерами.
Здесь следует учесть, что наименьшую ширину блока агрегата обеспечивают спиральные камеры с углом охвата φ ≈ 180°. Поэтому, для русловых ГЭС с целью уменьшения стоимости здания применяют спиральные камеры с углами охвата φ = (180 ÷ 192)°. В таких спиральных камерах с неполным углом охвата (φ ≤ 192°) правая продольная стенка камеры должна находиться на расстоянии В2 = (1 ÷ 1,2)D1 от оси агрегата (рис. 7.1). Меньшие значения В2 приводят к снижению КПД турбины.
Для средне- и высоконапорных гидротурбин, устанавливаемых на приплотинных и деривационных ГЭС, углы охвата спиральных камер принимают значительно больше: φ = 270 ÷ 360°.
Чем выше напор на гидротурбине, тем больший угол охвата должна иметь спиральная камера, поскольку с увеличением напора неравномерность распределения расхода и скоростей по периметру направляющего аппарата вызывает дополнительные потери энергии и нестационарность потока в проточной части турбины. Для более компактного сопряжения спиральных камер с турбинными водоводами на средне- и высоконапорных ГЭС надо также применять большой угол охвата.
Рекомендуемые значения углов охвата спиральных камер гидротурбин различных типов приведены в таблице 7.2.
Таблица 7.2. Углы охвата спиральных камер гидротурбин различных типов.
Типы турбин | Диапазон напоров Н, м | Угол охвата спирали, φ◦ |
Осевые поворотно-лопастные (ПЛ) | 3 - 30 | 180 - 200 |
Осевые ПЛ и радиально-осевые (РО) | 30 -50 | 200 - 225 |
Осевые ПЛ, РО и диагональные (ПЛД) | 50 - 75 | 200 - 225 |
РО и ПЛД | 95 - 310 | 315 - 330 |
РО | 310 - 700 | 345 - 360 |
Для напоров до Н = 80 м и углов охвата φ = 270 ÷ 315° наряду со спиральными камерами круглого сечения применяют спиральные камеры с тавровыми, ромбовидными и другими формами поперечных сечений. Металлические спиральные камеры (φ = 345 ÷ 360°) имеют круглые поперечные сечения с переходом на эллиптические в районе зуба (рис. 7.4).
Рисунок 7.4. Переходные сечения. а) — СК круглой; б) — СК тавровой; в) — от трубопровода к СК.
Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 2283;