Потери течения в турбинных решетках (соплах и рабочих каналах)

Все потери учитываются окружными или лопаточными к.п.д. ступени.

I. Классификация потерь.

При изучении потерь при течении пара по соплам и рабочим решеткам обычно различают следующие виды потерь в турбинной решетке:

1. Профильные потери

Сюда входят: потери на трение в пограничном слое на профиле; потери, связанные с отрывом пограничного слоя, на которые влияют угол атаки, форма профиля, относительный шаг и т.д.; кромочные потери, или потери, обусловленные наличием вихревого следа за лопатками; потери в скачках уплотнений М >> 1,0 (волновые потери).

Профильные потери определяются для решеток бесконечной высоты – ξ_пр.

2. Концевые потери

Сюда входят: потери трения о торцевые стенки канала, возникающие из-заобразования вторичных токов на верхней и нижней торцевых стенках канала; потери от перетекания в радиальном зазоре.

Концевые потери учитывают конечную высоту лопаток – ξ_к.

ξ = ξ_пр + ξ_к

Количественно потери в лопаточном аппарате оцениваются с помощью скоростного коэффициента φ (или для рабочих каналов ψ) или коэффициентов потерь ξ_d и ξ_s. Выходная потеря или потеря с выходной скоростью учитывается особо.

При отсутствии радиального зазора коэффициент потерь в плоской турбинной решетке можно представить как

ξ = ξ_пр + ξ_к

Общее представление о величине этих потерь можно иметь из рассмотрения рисунка, где потери ξ_пр и ξ_к нанесены в зависимости от так называемого угла атаки профиля.

При наличии радиальных и осевых зазоров коэффициент потерь энергии можно представить как сумму:

- коэффициент кромочных потерь

- коэффициент потерь в зазорах

- потери трения в пограничном слое.

Кроме перечисленных выше потерь, которые учитываются коэффициентами ξ_d и ξ_s и окружным к.п.д. ступени существует еще целый ряд потерь, которые приходится учитывать при расчете турбины дополнительно.

К ним относятся:

1) потеря на удар при входе струи на решетку

2) потеря от порциальности впуска и на выколачивание

3) потеря от влажности пара

4) потери на трение и вентиляцию

5) потери с выходной скоростью

6) потери, вызванные несовершенством конструкции и технологии и т.д.

Эти потери, как это будет указано ниже, учитываются так называемым внутренним к.п.д. ступени η_i.