Расчет турбин

Рассмотрим воздействие гидравлической струи на неподвижную преграду. Предположим, что струя вытекает из сопла со средней скоростью и встречает на своем пути неподвижную вертикальную стенку.

Если вертикальная стенка плоская, то струя ударяясь о нее, растекается во все стороны. Для того, чтобы струя растекалась при встрече лишь по двум направлениям, сделаем в вертикальной стене направляющий желоб, попав в который струя после удара разделится на верхнюю и нижнюю части.

 

Рис. 57. Схема разделения струи.

 

Пусть струя имеет в сечении 1 - 1 площадь живого сечения и среднюю скорость . Расход до встречи со стенкой.

При встрече со стенкой струя разделится на две части: и . Очевидно, что принимаем и .

Выделим отсек струи 1- 2 - 3. За время этот отсек переместится в новое положение 1¢ - 2¢ - 3¢.

Применим к движению отсека теорему количества движения, которая звучит: изменение проекции количества движения на заданную ось за время равно сумме проекций импульсов приложенных внешних сил на ту же ось за то же время. Примем за ось S - S. Тогда на основании этой теоремы:

 

(182)

 

где - количество движения объема жидкости, заключенной между сечениями 1 - 1 и 1¢ - 1¢;
  , - количество движения объемов жидкости, заключенных между сечениями 2 - 2; 2¢ - 2¢; 3¢ - 3¢;
  - импульс силы реакции стенки;
  - реакция неподвижной вертикальной стенки, (по закону Ньютона, действие равно противодействию, следовательно ).

 

Из рисунка видно, что , а . И уравнение примет вид:

 

(183)

 

где ;

- элементарный объем струи между сечениями 1 - 1 и 1¢ - 1¢, т.е. ,

тогда уравнение (183) будет таким:

 

(184)

 

откуда сила воздействия струи на вертикальную стенку будет:

 

, (185)

 

Если стенка находится под некоторым углом к струе, то

 

(186)

 

Мощность струи, действующей на подвижную преграду (лопатку турбины), определим так: пусть плоская лопатка движется со скоростью vл, тогда

 

,

 

,

 

где - скорость струи, ;

- скорость лопатки, .

Максимальное значение мощности можно получить при :

 

(187)

 

Т.е. максимальная теоретическая мощность турбины с плоскими лопатками равна половине полной кинетической энергии струи. В действительности потери энергии составляют 40-45%. Если применить криволинейные лопатки в виде ковшей, то при и , сила давления на полусферические поверхности равна








Дата добавления: 2015-04-19; просмотров: 984;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.007 сек.