2062

Аэродинамические и геометрические характеристиками турбинной решетки

Лабораторная работа

Физика

Турбинная решетка и её характеристики. Основные геометрические характеристики турбинной решетки. Классификация профилей.

Русский

2013-01-06

802.95 KB

47 чел.

Цель работы: ознакомится с аэродинамическими и геометрическими характеристиками турбинной решетки.

      

Турбинная решетка и её характеристики

Расширение пара или газа в турбинной ступени происходит в каналах, образованных лопатками. Форма канала определяется формой профиля лопатки и меридиональных торцевых обводов. Очертания каналов должны обеспечивать высокую аэродинамическую эффективность преобразованной энергии, кроме того, удовлетворять условиям надёжности.

Основные геометрические характеристики турбинной решетки

Геометрическое представление о решетке даётся меридиональным сечением и цилиндрическими сечениями – развёртками на одном из нескольких диаметров (рис. 1).

В связи с тем, что по радиусу решётки меняется как профиль, так и его установка, а в кольцевой решётке меняется шаг, поэтому цилиндрические сечения по радиусу всегда различны.

Геометрическими параметрами турбинной решетки в меридиональной плоскости является:

- , - средний диаметр, измеренный по выходному сечению (1 – сопловой решетки, 2 – рабочей);

- , - корневой и периферийный диаметры;

- , - высота (длина) лопатки на входе и выходе;

- , - угол наклона меридиональных обводов, корневого и периферийного.

Развёртка цилиндрического сечения называется решеткой профилей. На произвольном радиусе она характеризуется формой и размерами самого профиля и канала, образованного соседними профилями.

Средней линией профиля называется кривая представляющая собой геометрическое место центров окружностей вписанных в профиль.

Углом установки профиля называют угол между хордой профиля и фронтальной решетки.

Фронтальной линией решетки называется линия, проведенная через одноименные точки профилей; линию, перпендикулярную к ней называют осью решетки.

Шаг решетки представляет собой расстояние между одноименными точками соседних профилей измеряемое в направлении фронта решетки.

Высота или длина лопатки измеряется в меридиональной плоскости по радиусу между её конусными поверхностями.

Наименьшая ширина канала определяется наименьшим диаметром вписанной в канал окружности.

Рис. 1 Геометрические характеристики турбин меридионального сечения:

а) радиально-осевой; б) осевой;

и решеток профилей:

в) радиально осевой; г) осевой реактивной; д) осевой активной.

        Характерные размеры профилей:

- , - хорда профиля.;

- , - его ширина;

- , - толщина входной и выходной кромки;

- , , , - углы направления входных и выходных кромок сопловых и рабочих;

- , - углы изогнутости профилей:

,

;

- - шаг решетки:

- - число лопаток.

- , - углы установки лопаток в профиле.

Сопловые решетки бывают сужающиеся (для дозвуковых потоков) и расширяющиеся – сопла Лаваля (для сверхзвуковых потоков).

Конфузорность канала определяется:

,

где , - площадь входного и выходного сечений.

Степень расширения:

,

где - площадь минимального сечения.

Рабочие решётки как правило выполняются конфузорными или с постоянным сечением.

Для переноса результатов модельных испытаний на натуральную ступень и пересчета характеристик решеток используют безразмерные геометрические параметры отнесенные к диаметру хорды.

К группе режимных параметров решёток и ступеней относятся углы входа α0, β1 и углы выхода α2, β2 газа или пара из решётки, скорость звука (а), критическая скорость (акр), и окружная скорость решёток (U).

Классификация профилей

Форма профиля и форма канала в основном определяются числом маха,

,

где W - скорость потока;

      а - скорость звука,

и углом изогнутости профиля.

В зависимости от числа М и классификации МЭИ применяются следующие типы профилей:

Тип А (дозвуковые) при М < 0,9;

Тип Б (околозвуковые) при 0,9 < М < 1,1;

Тип В (сверхзвуковые)  при 1,1 < М <  1,3;

Тип Р (расширяющиеся – сопла Лаваля) при М > 1,3.

В настоящее время разработан профиль для широкого значения числа маха типа И (с изломом).

Обозначение профилей:

первая буква С – сопловые, Р – рабочие;

первое число – среднее значение угла входа ( или );

следующее число – среднее значение угла выхода ( или );

последняя буква – тип профиля.

Геометрия сечения решетки определяется изогнутой средней линией профиля лопаток y, относительно которой наращивается толщина профиля t. Обычно эти параметры заносятся в таблицы в безразмерном виде y/b, t/b, x/b.

         

Аэродинамические характеристики решеток

Для характеристики качества аэродинамики каналов в решетках  применяются:

- коэффициенты потерь:

  для сопловых решеток ,

  для рабочей решетки ;

где , - коэффициенты скорости сопловой и рабочей решеток,

, ;

где W, Wt, C, Ct – действительные и теоретические скорости истечения   через сопловые с рабочие решетки соответственно.

- коэффициент расхода

,

где G, Gt – действительный и теоретический расход через решетку.

Коэффициенты расхода и скоростей, а так же потерь используются при тепловом расчёте турбин. Не менее важной характеристикой является угол выхода потока из решетки α1.

Для анализа обтекания потоком решетки профилей большое значение имеет распределение статического давления Р и скорости С по обводу профиля.

Распределение статического давления по профилю позволяет определить усилие действующее на лопатку. Для этого распределение давления по профилю представляется  в векторном виде, которую получают откладывая давление на внешней и внутренней стороне по нормали к поверхности (рис. 2).

Рис 2. Определение подъёмной силы.

    Окружное усилие:

,

где   l – высота лопатки;

       s – длина обвода;

       β – угол между направлением скорости и нормалью к поверхности.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

23441. Репликация генома 2.58 MB
  ДНКполимеразы 1. Биосинтез ДНК.2 Бактериальные ДНКполимеразы 1. ДНКполимераза I E.
23442. Биобезопасность 5.6 MB
  Мотивирующие факторы биотерроризма Возможные источники появления у террористов биологического оружия и пути предупреждения его распространения Последствия биотерроризма значимость психологического фактора Биотерроризм как составляющая часть угрозы распространения опасных инфекционных заболеваний человека и животных общие и отличительные черты Потенциальные и реальные патогены для биотерроризма Общие черты и отличительные особенности биотерроризма и естественных вспышек инфекционных заболеваний. Защита человека и общества...
23443. Сибирская язва 1.56 MB
  Три мембраносвязанные энзима необходимые для синтеза капсулы кодируются pXO2 плазмидой массой 60 мегадальтон Наличие капсулы отличает вирулентные штаммы сибирской язвы от вакцинного. Многочисленные исследования убедительно показали что вирулентность возбудителя сибирской язвы утратившего способность образовывать капсулу снижается в десятки тысяч раз хотя его способность вызывать иммунитет сохраняется. Во время Второй Мировой войны Великобритания тестировала взрывчатку с бациллами сибирской язвы на шотландском острове Груинард. Бактерии...
23444. Современные методы индикации и идентификации B.anthracis 98 KB
  В Центре по контролю за заболеваемостью США разработали оптимизировали и оценили ферментносвязанный иммуносорбентный анализ ELISA на IgG антитела к защитному антигену PA Bacillus anthracis в сыворотке человека. Identification of Bacillus anthracis by a sample protective antigenspecific mAb dotELISA. Detection of frequency resonance energy transfer pair on doublelabeled microsphere and Bacillus anthracis spores by flow cytometry. anthracis лабораторной службы США.
23445. ФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ 12.61 MB
  Материковые воды . Современные представления о Мировом круговороте воды . Подземные воды . Внутренние воды и водные ресурсы России .
23446. Экономическая география 1.57 MB
  Экономикогеографическая характеристика территории страны района и т. Кроме того существует территориальное разделение труда закрепляющее отдельные отрасли производства за определенными территориями страны и районы мира. Территориальное разделение труда Условные обозначения: А Б В территория любой страны или района мира; предприятия разнородных производств отраслей возникшие на территории отдельных стран районов располагающих благоприятными условиями предпосылками для их развития. Формирование в рамках...
23447. Битва за небеса 1.56 MB
  После нее победители немцев Британия Франция и США устанавливают Версальскую систему равновесия. Германия снова повержена и победители прежде всего наша Империя и США в 1944 году на Ялтинской конференции проектируют Ялтинскую модель мира. С балансом сил двух мировых держав СССР и США. Проклятая Североатлантическая сила ударит и по России едва только у нас сгниют от старости последние баллистические ракеты способные ударить по США.
23448. Геноцид русского народа 288.39 KB
  Ежегодно население России её коренных народов неуклонно сокращается и этот процесс вотвот станет необратимым. Каждый раз ставилась цель: довести долю машин и оборудования в экспорте России хотя бы до уровня 1985 года хотя бы до 40 . При этом промышленность России 2000х годов примерно в 13 раза энергопрожорливее индустрии СССР 1985 года. Ну где это всё Производительный малый бизнес в России раздавлен.
23449. Секретная служба в тылу немцев (1914 - 1918 гг.) 1.97 MB
  В 1913 году закончил колледж Гонвилла и Кейюса в Кембридже и собирался продолжить учебу чтобы стать горным инженером но с началом Первой мировой войны пошел добровольцем на фронт сначала служил в медицинской службе потом в полевой артиллерии где дослужился до капитана. Тем не менее они отмечали что в книгах содержится ряд неточностей и что автор порой слишком преувеличивал свои заслуги. Если мне не придётся больше быть в Голландии то я всё же буду помнить что дорога из Роттердама в Амстердам через Гаагу и Гарлем ровная а вокруг...