Суживающиеся решетки

123 4

Анализ переменных режимов обычно осуществляется с помощью относительного давления e, выражающего отношение давления в выходном сечении решетки (р₁, р₂) к давлению полного торможения на входе в нее ( ). Значение eсравнивается с критическим значением относительного давления e_*, которое при истечении перегретого водяного пара равно e_*=0,546. Например, в сопловых решетках в зависимости от относительного давления e₁=р₁/ реализуются следующие основные режимы течения:

1. дозвуковой, когда e₁>e_*;

2. критический, когда истечение осуществляется со скоростью звука, т. е. e₁=e_*;

3. сверхкритический, когда давление в горле соплового канала равно критическому р_*, но больше давления р₁, т.е. e₁<e_*. Такой режим формируется при расширении в косом срезе турбинной решетки и определяет ее запирание, при котором максимальный расход определяется только давлением и температурой полного торможения водяного пара на входе в решетку:

(11.1)

Рассмотрим характер зависимости расхода пара через межлопаточные каналы сопловой решетки от давления р₁, которая представлена на рис. 11.1,а. Если передрешеткой поддерживать полное давление постоянным, а давление за ней менять, то закон изменения расхода водяного пара изображается линией АВС, где точка А определяет критический расход G_*, точка Вкритическое отношение давлений e_*, а точка С нулевой расход. Понятно, что при р₁<e_*расход через каналы является критическим и не меняется. При изменении полного давления перед решеткой ранее указанные точки и, соответственно, зависимость расхода смещаются в принятой системе координат пропорционально этому давлению.

Более удобно проводить расчет переменного режима при течении пара в суживающихся каналах с помощью сетки относительных расходов q=f(e₀,e₁) (рис. 11.1,б). Здесь относительный расход

(11.2)

выражает отношение расхода G, кг/с через сопло к критическому расходу G_*_,_max, вычисленному при максимальном начальном давлении р_0,_max. Значение р_0,_max назначается исходя из возможных эксплуатационных условий. В свою очередь e₀=р₀/р_0,_max – относительное давление перед соплом, а e₁=р₁/р_0,_max– за соплом.

а)

б)

Рис. 11.1. Зависимость изменения расхода G от давления (а) и сетка относительных расходов водяного пара (e_*=0,546) через турбинную решетку с суживающимися каналами (б) (сетка Щегляева А.В.)

Решения уравнения (11.2) в итоге их графической интерпретации представляют семейство эллипсов с координатами центров q_ц=e₀ и e_0ц=e₀e_*(рис. 11.1,б). Для значений e_а<e₀e_* расход через сопло, как было показано ранее, является критическим, что в сетке относительных расходов отражено семейством прямых горизонтальных линий. Сетки расходов для рабочих сред с разными показателями изоэнтропы х в условиях Т₀=const легко строятся, принимая размер полуосей эллипсов вдоль оси ординат равный e₀, а вдоль оси абсцисс равным e₀(1-e_*).

Пользование сеткой рассматривается на примере оценки изменения расхода через межлопаточные каналы сопловой решетки, когда при постоянном давлении на входе р₀=10 МПа давление за ней уменьшилось с р₁=8 МПа до р₁₁=6 МПа. Принимаем р_0,_max=10 МПа. Тогда e₀₁=e₀₁₁=1,0; e₁=0,8; e₁₁=0,6. Для исходного режима по сетке расходов находится значение q₁=0,81, а для нового режима - q₁₁=0,98. В итоге изменение расхода оценивается отношением G₁₁/G₁=q₁₁/q₁=1,21.

Представленная сетка относительных расходов (рис. 11.1) позволяет выполнить расчеты переменных режимов соответствующих решеток турбинной ступени, определяемых изменением давлений на их входе и выходе, расхода через каналы в любой их комбинации.

123 4

Дата добавления: 2017-06-13; просмотров: 1526;