Назначение отсасывающих труб.

Все типы реактивных гидротурбин имеют отсасывающие трубы. Назначение отсасывающей трубы заключается в следующем:

1) обеспечение организованного отвода воды от рабочего колеса турбины в нижний бьеф;

2) использование той части напора, которая образуется геометрической высотой расположения рабочего колеса над уровнем нижнего бьефа;

3) наиболее полное использование кинетической энергии потока, выходящего из рабочего колеса.

В этих целях отсасывающие трубы выполняют в виде диффузора, т.е. с постоянно увеличивающимися площадями поперечных сечений от входа до выхода.

При наличии отсасывающей трубы под рабочим колесом создаётся дополнительное понижение давления, пропорциональное удельной кинетической энергии , оставшейся в потоке на выходе из рабочего колеса. Величина этой энергии зависит от системы турбины, её коэффициента быстроходности и пропускной способности, характеризуемой значением приведённого расхода .

1. Рабочий процесс в отсасывающей трубе

1.1. Гидравлические показатели отсасывающей трубы.

Рассмотрим сначала гидравлические показатели отсасывающих труб (рис. 27).

Рис. 27. Гидравлические показатели отсасывающих труб.

Средняя скорость v₂ на входе в отсасывающую трубу (сечение 2-2) зависит от режима работы и определяется параллелограммом выходных скоростей. Определим абсолютное давление в сечении 2-2 при работе турбины . Для этого составим уравнение Бернулли для сечений 2-2 и 5-5 (входное сечение) относительно нижнего бьефа:

здесь (h₅ – заглубление сечения 5-5 под уровень нижнего бьефа);

Р_атм – атмосферное давление; z₅ = - h₅; h_отс. – гидравлические потери в отсасывающей трубе.

Высота установки турбины относительно нижнего бьефа, называемая высотой отсасывания Н_S, отсчитывается от определённой плоскости турбины (уточним ниже) и, без серьёзной погрешности, можно принять z₂ = Н_S .

Тогда из уравнения Бернулли получаем:

(1)

Полученный результат показывает, что отсасывающая труба создаёт понижение давления (вакуум) под рабочим колесом, слагающееся из двух частей: из статического понижения давления H_S, которое не зависит от расхода и динамического понижения давления

,

определяемого в основном диффузорным воздействием отсасывающей трубы и возрастающего с увеличением расхода.