Работа на окружности турбинной ступени

Выше было установлено, что поток пара, протекая через венец рабочих лопаток, воздействует на одну лопатку с силой, окружная составляющая которой равна Р_u. В общем случае число лопаток в ступени, через которые протекает поток пара, равно z. Тогда, суммарная окружная сила, действующая на эти лопатки, составит

(5.18)

Эта сила заставляет ротор турбины вращаться, т.е. совершает полезную работу. Для характеристики полезной работы вводится понятие работы на окружности.

Работа на окружности – это удельная величина. Она может быть определена как полезная работа, совершаемая единицей массы пара [1 кг], протекающего через ступень.

Подсчитаем работу на окружности, как произведение силы, действующей на лопатки, на путь, проходимый лопатками. За одну секунду через ступень протекает G пара, следовательно, сила отнесенная к единице массы пара составит

(5.19)

За одну секунду лопатки проходят путь, равной окружной скорости u, следовательно, работа совершаемая одним килограммом пара, или работа на окружности L_u, составит:

L_u = u (5.20)

или L_u = u (5.21)

Таким образом, имея треугольники скоростей, можно рассчитать работу на окружности по скоростям С_1и и С_2и.

3. Общее выражение для КПД на окружности турбинной ступени

КПД турбинной ступени определяется отношением полезной работы к располагаемой работе. Располагаемая работа ступени определяется, располагаемым адиабатным теплоперепадом . Если в качестве полезной работы рассматривать работу на окружности, то получим выражение для КПД на окружности ступени:

(5.22)

Выразим располагаемый теплоперепад через скорости в характерных сечениях ступени:

(5.23)

Подставляя в (2.5.22) значение L_u из (2.5.20) и значение из (5.23), получим:

(5.24)

Выражение (5.24) называют общим выражением для КПД на окружности турбинной ступени.