Потери, связанные с парциальным подводом пара
В турбинных ступенях иногда приходится применять парциальный подвод пара. Так как в парциальных ступенях пар подводят не по всей окружности, а только по ее части е, то на части дуги окружности (1-е) в каналах рабочих решеток отсутствует активный поток пара и рабочая решетка работает как вентилятор. Эти каналы заполняются «застойным» паром из камеры, в которой вращается диск. Вследствие вращения пар, заполняющий эти каналы, под воздействием центробежных сил, перемешается от корня рабочих лопаток к их периферии; при этом возможно движение пара с одной стороны лопаток на другую, как показано на рис.39.
Рисунок 39 - Схема вентиляционных потоков в парциальной ступени
Работа, связанная с перемещением пара в каналах неактивной части дуги рабочих лопаток, отводится от диска. Следовательно, полезная энергия ступени уменьшается на потери энергии, связанные с перемещением (вентиляцией) пара в этих каналах. Мощность, затрачиваемая на вентиляцию «застойного» пара и обираемая от ступени, пропорциональна расходу пара, участвующему в вентиляционном процессе, и работе, затрачиваемой на вентиляцию.
Количество вентилируемого пара пропорционально площади, не занятой сопловыми лопатками , и скорости U и обратно пропорционально удельному объему пара в камере диска, а работа вентиляции 1 кг пара пропорциональна квадрату скорости U2. Таким образом, потеря мощности на вентиляцию равна: .
Коэффициент зависит от режимных и геометрических (размеров и формы камеры, в которой движутся лопатки) параметров. Значительно снизить потери мощности на вентиляцию можно, если на участке , где нет подвода пара, закрыть рабочие лопатки защитным кожухом, который устанавливается в корпусе турбины (рис.40). При этом коэффициент уменьшится в 2-3 раза.
Рисунок 40 - Установка защитного кожуха в корпусе турбины:
1 – рабочие лопатки; 2 – защитный кожух; 3 – корпус турбины
Относительные потери энергии от вентиляции можно получить из формулы:
,
где – доля окружности, занимаемая противовентиляционным кожухом;
m –число венцов (рядов рабочих лопаток) в ступени;
=0,065 – коэффициент.
Помимо вентиляционных потерь в парциальных ступенях имеются также потери, связанные с необходимостью удалять «застойный» пар из рабочих каналов, когда они подходят к активной дуге подвода. В этих концевых зонах, кроме того, нарушается структура потока, что также приводит к дополнительным потерям. Обе эти группы потерь являются суммарными потерями на концах дуг подвода пара и называются сегментными потерями:
,
где – площадь выхода из сопловой решетки;
– ширина и высота рабочих лопаток;
i – число сопловых сегментов.
Произведение ширины рабочей лопатки на высоту для двухвенечной ступени заменяют суммой +0,6 (где – ширина и высота рабочих лопаток второго ряда).
Таким образом, дополнительные потери, связанные с парциальностью, представляют собой сумму вентиляционных и сегментных потерь:
.
Дата добавления: 2014-12-30; просмотров: 3343;