Через комбинированное сопло (сопло Лаваля)
Комбинированные сопла, называемые также по имени их изобретателя соплами Лаваля, широко применяются для получения сверхзвуковых потоков газов и паров в паровых и газовых турбинах.
В наименьшем сечении комбинированного сопла при p2 /p1 £ βкр в соответствии с изложенной теорией процесса истечения устанавливается критическая скорость, равная местной скорости звука, и М = Ммакс. При движении рабочего тела через расширяющуюся часть сопла происходит дальнейшее расширение пара или газа от р2кр до р2 и скорость повышается от wKp = wзв до wу > wзв.
Скорость звука по длине сопла от его горловины до устья продолжает понижаться в результате уменьшения температуры рабочего тела и снижения внутренней энергии, обусловленных уменьшением энтальпии вследствие преобразования ее в кинетическую энергию вытекающей струи пара или газа. Графики изменения р, v и w по длине сопла Лаваля показаны на рис. 8.6.
График работы А0 для этого же сопла изображен на рис. 8.7. Как видно из этого графика,
Если р2/р1 > bкр то в горловине сопла w< wзв и при этом расширяющаяся часть сопла будет работать как диффузор.
Угол раствора расширяющейся части сопла выбирают в пределах 8—12°, исходя из условий безотрывного течения пара или газа от поверхности стенок сопла.
Большое распространение имеют сопла с косым срезом, в которых плоскость выходного сечения не перпендикулярна оси сопла (рис. 8.8).
Сопла подобной конструкции обеспечивают нужное направление струи газа или пара при входе ее в каналы лопаток рабочего колеса турбины в том случае, когда ось сопла располагается под некоторым углом к направлению движения лопаток.
Особенность течения газа или пара через сопло с косым срезом заключается в том, что при малых противодавлениях р2/р1 < bкр струя газа по выходе из сопла смещается на угол d, величина которого определяется условием равенства давлений в плоскости косого среза ЕС (см. рис. 8.8) и наружного давления р2 (расчетный режим истечения). В этом случае сопло с косым срезом действует аналогично соплу Лаваля, т. е. часть сопла ABDC является как бы суживающейся частью комбинированного сопла (в сечении CD = fмин, w = w кр), а часть сопла CDE: — его расширяющейся частью (wу > wзв).
Лекция №7
Дата добавления: 2021-07-22; просмотров: 385;