Т2. Характеристики и регулирование турбин

Газовая турбина представляет собою лопаточную машину, в которой потенциальная энергия сжатого и подогретого газа преобразуется в механическую работу на валу турбины с помощью вращающегося ротора, снабженного лопатками. Это преобразование обратно тому, которое имеет место в компрессоре, и с этой точки зрения турбина как гидравлическая машина представляет собой обращенный компрессор и наоборот.

Рис.6.19. Изображение рабочего процесса в турбине на i-S диаграмме.

Адиабатная работа турбины L_т, как это следует из рис.6.19, определяется разностью температур T_г - Т_тs

(6.20)

– степень понижения давления на турбине по параметрам торможения, среднее значение которой равно 1,7...2,2, но в отдельных случаях достигает 2,5-2,8.

Работа турбины, совершаемая 1 кг рабочего тела (с учетом потерь)

(6.21)

– КПД турбины. На расчетном режиме работы КПД ступени турбины обычно равен 0,9...0,92.

Мощность турбины

N_T = G_Г×L_Т (6.22)

Характеристики турбин.

Характеристики турбин определяют зависимость кпд турбины и пропускной способности от режимных параметров – частоты вращения и степени понижения давления.

Для построения характеристик используют приведенную частоту вращения

(6.23)

Или относительную приведенную частоту вращения

(6.24)

Пропускная способность турбины характеризуется параметром расхода

(6.25)

Или относительным параметром расхода

(6.26)

Пример характеристики турбины, представленной в виде

,
приведен на рис.6.20.

а б

Рис.6.20. Характеристики турбины;
а – пропускная способность, б – кпд турбины.

Пропускная способность турбины остается постоянной на всех рабочих режимах по p_т, снижение пропускной способности происходит только при малых нерабочих значениях p_т. При этом расход газа равен критическому расходу через сопловой аппарат.

При работе турбины в составе двигателя приведенная частота меняется в пределах 10%. При таком изменении n _пр можно считать кпд турбины практически постоянной величиной. С учетом вышесказанного характеристики турбины могут быть представлены приближенно в виде

Регулирование турбины поворотом лопаток сопловых аппаратов.

Создание турбин с регулируемыми (поворотными) сопловыми лопатками является технически значительно более сложной задачей, чем применение поворотных направляющих аппаратов в компрессоре, так как требует разработки поворотных узлов и торцевых уплотнений.

Поворот лопаток сопловых аппаратов турбин может производиться с целью:

- регулирования расхода газа через турбину;

- изменения в желаемом направлении формы треугольников скоростей;

- перераспределения работы между ступенями турбины.

Дата добавления: 2014-01-07