Материал: Изучение энергетических характеристик активной турбины на модельном однофазном и двухфазном рабочем теле (120

6. Относительная скорость на выходе из рабочего колеса для активной турбины (м/с) определяют по формуле

W2 = W1,

где – скоростной коэффициент рабочей решетки, рассчитываемый на тех же режимах, что и в эксперименте.

7. Коэффициент вычисляют в зависимости от условий входа потока в межлопаточные каналы рабочего колеса:

р(1 sin2 ),

где р = 0,823; – угол между направлением относительной скорости W1 на данном режиме и направлением относительной скоро-

ip

Рис. 1.11. Треугольники скоростей на входе в рабочее колесо для расчетного и нерасчетного режимов

Геометрические углы лопатки на входе и выходе

1л 2л 27 , тогда 1р 27 – (–4 ) = 31 .

Угол входа потока β1 на лопатки рабочего колеса, определяют из треугольника скоростей (см. рис. 1.11) для каждого экспериментального значения u/с1:

26

Далее находят угол , затем коэффициент и скорость W2. Считается, что на выходе из колеса поток в относительном

движении принимает направление лопатки, т. е. 2 = 2л = 27 .

8. Рассчитывают по теореме косинусов скорость потока на входе в абсолютном движении (м/с)

c2 w22 u2 2uw2 cos 2 .

9. Потери энергии в сопловом аппарате (Дж/кг)

L (1 2 )Lад.

Заметим, что Lφ = const, так как потери в сопловом аппарате не за-

висят от u/сад.

10. Потери энергии в каналах рабочего колеса турбины (Дж/кг)

w2

L (1 2 ) 21 ,

где – значение скоростного коэффициента на рассчитанном ре-

жиме.

11. Потери энергии с выходной скоростью (Дж/кг)

Lc c22 / 2.

12. Располагаемая работа на венце турбины (Дж/кг)

Lu Lад L L Lc . 13. Окружной КПД турбины

u Lu / Lад.

14. Значение окружного КПД турбины также подсчитывают по формуле Банки при ( 1л = 2л = 27о) и сравнивают с его значениями по п. 13.

15. Результаты эксперимента сводят в таблицу.

27

28

6. Отчет по работе

На основании проведенных расчетов теоретической характеристики и машинной обработки экспериментальных данных строится общий график зависимости относительных потерь от отношения u/c1 (рис. 1.12). За 100 берут значение Lад, т. е. относительную величину Lад /Lад = 1.

Рис. 1.12. Энергетический баланс работы активной газовой турбины

Зависимость uт f (u /c1) получают путем последовательного

вычитания из единицы относительных потерь L / Lад, L / Lад, Lc / Lад. Экспериментальные значения е = f (u /c1) наносят точками на графики (см. рис. 1.12). Относительные потери (Lт.д + Lут+L ) / Lад могут быть определены как разность между теоретической uт и экс-

периментальной зависимостью е = ƒ (u/c1), которая должна быть нанесена на график баланса работы турбины.

После окончания лабораторной работы каждый студент представляет отчет, содержащий:

1)принципиальную схему рабочего участка;

2)основные теоретические положения, краткое описание цели

исодержания работы;

3)порядок расчета характеристик турбины;

4)последовательность обработки экспериментальных данных;

29

5)таблицу замеренных и рассчитанных параметров, представленных в протоколе испытаний в виде таблицы;

6)энергетическую характеристику турбины, полученную теоретическим расчетом, с нанесенными экспериментальными точками и экспериментальной зависимостью u эксп = f (u/c1);

7)треугольники скоростей для заданного режима;

8)выводы.

7.Контрольные вопросы

1.Какие виды испытаний турбины могут проводиться при моделировании натурных условий?

2.Какие рабочие тела используют в процессе модельных испытаний турбины?

3.Каковы основные критерии подобия, используемые при сравнении модельных и натурных испытаний турбины?

4.Какие вы знаете основные составляющие потерь адиабатной работы турбины?

5.Каков окружный КПД турбины? Дайте определение.

6.Каков порядок операций при проведении испытаний?

7.Каким образом в ходе эксперимента изменяется частота вращения ротора?

8.Как определяется экспериментальный расход рабочего тела через турбину?

9.Какими параметрами газогенератора определяется температура рабочего тела?

10.Изменение каких показаний повлечет изменение плеча гидротормоза?

11.На что расходуется механическая энергия, подводимая турбиной к гидротормозу?

12.Какие параметры непосредственно измеряют в ходе испы-

тания?

13.Как влияет отношение u/c1 на окружной КПД турбины?

14.Как влияют коэффициенты скорости и на КПД турбины?

15.Как влияют углы потока 1 и 2 на КПД турбины?

30