Коэффициенты турбинных решеток
Конструкции решеток определяются формой и углами установки
профилей, их относительным шагом и зазором- между статором и
ротором.
Каждой решетке соответствует своя форма полигона скоростей, а серии решеток- семейство подобных полигонов.
Каждая форма решетки будет обеспечивать определенные параметры работы турбины.
Варьируя углами наклона абсолютных и относительных скоростей при безударном режиме можно изменять как угодно форму полигона. Чаще изменяют не углы, а отношения строя полигона:
Эти отношения называются кинематическими коэффициентами
решеток.
Так, отношение осевой скорости к окружной при безударном режиме называется коэффициентом расхода. Действительно, подставляя значения этих скоростей, получим:
т.е. коэффициент расхода зависит от количества жидкости, протекающей через турбину в единицу времени, от ее размеров и числа оборотов.
С другой стороны, коэффициент расхода связан с конструктивными углами лопаток, его обратная величина
Рисунок 8-14
На рисунке 8-14 видно, что рост коэффициента расхода сопровождается увеличением углов наклона профилей и наклона
Средне квадратных скоростей и
Для турбин турбобуров коэффициент расхода принимается равным 0,7¸ 1,3.
По коэффициенту расхода все решетки делят на:
< 1 - малолитражные или высокоскоростные;
> 1 - многолитражные или низкоскоростные.
Рассмотрим отношение , обозначив его - коэффициент
циркуляции.
Коэффициент циркуляции представляет собой отношение нижнего основания полигона к верхнему (рисунок 8-15).
Рисунок 8-15
а окружная скорость , токоэффициент циркуляции
Мощность, снимаемая с вала турбины равна N = М , поэтому коэффициент циркуляции как бы дает характеристику мощности турбины при безударном режиме, а именно: если коэффициент циркуляции высокий, то мощность создается главным образом за счет момента М, а если низкий, то мощность создается за счет больших скоростей вращения .
В зависимости от величины коэффициента циркуляции турбины
бывают: нормальные , высокоциркулятивные >1и
низкоциркулятивные <1. В турбобурах применяются главным образом
нормальные турбины.
Коэффициент циркуляции также можно выразить через конструктивные углы
Коэффициенты активности и реактивности - это отношение проекций средневекторных абсолютной и относительной скорости к окружной скорости вращения турбины при безударном режиме:
Эти коэффициенты характеризуют разнообразие потока в статоре и роторе.
Величину можно найти по заданным углам профиля:
Принято называть решетки турбин при >0.5 активными, а при <0.5 - реактивными.
Если = 1, то это чисто активная турбина, а при = 0 - чисто реактивная.
Предположим, что турбина имеет = 0.5.
Ее полигон скоростей симметричный и профили лопаток статора являются зеркальным отображением профиля лопаток ротора:
Следовательно, С1 = W2 , С2 – W1.
Это означает, что жидкость движется в статоре и роторе с равными скоростями и, следовательно, износ лопаток одинаков и перепад давления в статоре равен перепаду давления в роторе:
р - перепад давления в ступени турбины.
При >0.5 - турбина активная. С увеличением коэффициента активности гидромеханические нагрузки (скорости и перепады давления) в статоре увеличиваются. При =1 весь перепад давления срабатывается в статоре р = рСТ (перепад давления в роторе активной турбины отсутствует р = const).
В реактивных турбинах гидромеханическая нагрузка больше в роторе. Т.к. осевая сила за счет гидромеханической нагрузки в турбинах направлена в противоположную сторону действия осевых нагрузок при бурении скважин, то это создает более благоприятные условия работы опорной пяты турбобура.
Чисто реактивные турбины = 0 не имеют практического применения.
С увеличением коэффициента активности возрастает и коэффициент циркуляции (увеличивается основание полигона), лопатки статора становятся более пологими, а у ротора более изогнутыми.В турбобурах применяются преимущественно турбины нормальной циркуляции ( = 7), симметричные ( =0.5).
Дата добавления: 2015-04-29; просмотров: 1819;