КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Основное уравнение турбинОсновное энергетическое уравнение турбины. Для определения силовых и энергетических показателей потока в рабочем колесе применим закон момента количества движения в форме, которую уже использовали для определения условия свободного движения жидкости – закона постоянства момента скорости. d(mvur)o /dt = ∑Mo Рассмотрим нормальное сечение рабочего колеса РО турбины (рисунок 4.10), и выделим контрольными поверхностями 1 и 2 область, включающую лопасти рабочего колеса.
Для установившегося осредненного потока внутри выделенной области (межлопастное пространство РК), момент скорости vur не изменяется во времени и, следовательно, d(vur) равно разности: v1Ur1 - v2Ur2 на контрольных поверхностях 1 и 2.
Рисунок 4.10. Скорости на входной и выходной кромках лопастей рабочего колеса
Протекающая через рабочее колесо за время dt масса жидкости m = ρQdt, В этих условиях закон момента количества движения представляется формулой: ρQ(v1Ur1 - v2Ur2) = ∑Mo Сумма моментов внешних сил относительно оси вращения ∑MО, действующих на выделенный объем жидкости, определяется следующим образом: · Момент от сил давления на поверхности вращения 1 и 2 и поверхности ободов равен нулю. · Силы веса также не дают момента, так как центр их приложения совпадает с осью. · Остаются силы трения по ограничивающим поверхностям этого объема и силы давления и трения жидкости на лопастях. В последнем случае обе группы сил дают момент относительно оси, но первую из-за малости можно не учитывать, и тогда остается момент, воздействующий на жидкость со стороны лопастей рабочего колеса М. Искомый же момент рабочего колеса, создаваемый жидкостью на лопастях, будет равен - М. В итоге по формуле для момента количества движения, при этом раскрывая значения v1U и v2U, получаем: М = ρQ (0,5D1Р v1 cos ά 1 — 0,5D2Р v2 cos ά 2) Далее используя выражения средней циркуляции: Г1 = πD1Р v1 cos ά 1 Г2 = πD2Р v2 cos ά 2 можно выразить момент рабочего колеса через разность средних циркуляции на входе и выходе: М = ρQ/2π • (Г1 - Г2) Последняя формула особенно наглядна. Она показывает, что на рабочем колесе создается крутящий момент только в том случае, когда оно воздействием своих лопастей изменяет циркуляцию потока. Знак Г принимается положительным, если vu совпадает с направлением окружной скорости u. Зная момент и задавая угловую скорость рабочего колеса, можно определить развиваемую им мощность: Npк = Mω Здесь: М – в Н•м, ω – в 1/с, Npк – в Вт. В то же время известно, что мощность турбины выражается формулой Npк = ρgQHη. Это позволяет составить равенство: Mω = ρgQHηГ,
где: Н — напор турбины; ηГ — гидравлический КПД. Далее, подставляя в эту формулу М и учитывая, что ω0,5D1Р = u1, и ω0,5D2Р = u2 — окружные скорости, получаем: HηГ = 1/g •(u1 v1 cos ά 1 – u2 v2 cos ά 2), или с учетом циркуляции: HηГ = ω/g2π • (Г1 - Г2) Данные формулы представляют собой основное уравнение турбин, или уравнение Л. Эйлера. Левая часть HηГ — энергия в Дж, полученная рабочим колесом от жидкости весом в 1 Н, прошедшей через лопастную систему рабочего колеса. Правая часть содержит кинематические параметры потока при входе на рабочее колесо и после выхода из него. Таким образом, основное уравнение дает связь между энергетическими и кинематическими параметрами в турбине. Из последнего уравнения Эйлера можно сделать важные выводы: 1.Выше отмечалось, что наиболее благоприятный по КПД режим работы близок к условиям нормального выхода, когда циркуляция Г2 = 0 или мала. При этом, Г1 = ГО – циркуляции, создаваемые направляющим аппаратом. Отсюда можно определить требуемое значение ГО в зависимости от Н и ω. 2. В процессе прохождения воды через рабочее колесо турбины
Дата добавления: 2014-01-20; Просмотров: 1513; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |