Энергия потока. Полные параметры газа

Тема 1.4 Газодинамические процессы в ГТ

Лекция 5

Основные вопросы:

1. Энергия потока. Полные параметры газа

2. Силы действующие на рабочие лопатки осевых и центростремительных турбин

Параметры газа перед сопловым аппаратом турбины () с учетом кинетической энергии называют параметрами торможения, или полными параметрами. Для получения давления и температуры заторможенного потока надо обеспечить полное «торможение» скоростей газа – до нуля. При этом кинетическая энергия газа преобразуется в энергию давления, которая суммируется со статическими (термодинамическими) значениями. Поэтому параметры торможения больше их термодинамических значений на величину динамической составляющей

где	- число Маха;
	- абсолютная скорость газа;
	- скорость звука;
	k – показатель адиабаты;
	- изобарная теплоемкость,

Все расчеты турбины обычно проводят с учетом параметров заторможенного потока газа перед сопловым аппаратом, хотя количественно, при реальных соотношениях температуры, давления и скорости выпускных газов они мало отличаются от соответствующих термодинамических параметров.

Лопатки рабочего колеса спрофилированы таким образом, что образуются криволинейные межлопаточные каналы, протекая по которым газ продолжает расширяться. Из треугольника скоростей на выходе из рабочего колеса следует, что абсолютная скорость газа за рабочими лопатками равна векторной сумме окружной скорости U и относительной скорости

причем , т.к. часть кинетической энергии газа, равная на входе в рабочее колесо величине , превращается в работу вращения ротора турбины. Уменьшение абсолютной скорости газа от до сопровождается увеличением относительной скорости , направление вектора которой определяется углом между плоскостью вращения рабочего колеса и выходными кромками рабочих лопаток. При этом всегда меньше .

Из сопоставления рисунков явствует, что в рабочем колесе, как и в сопловом аппарате, происходит изменение параметров газа и направления его движения, причем последнее обусловлено профилем и взаимным расположением рабочих лопаток.

Угол между вектором и плоскостью вращения обозначается .

В результате взаимодействия газового потока с лопатками рабочего колеса возникает крутящий момент, являющийся конечной целью преобразования энергии в турбине.

Рассмотрим механизм действия сил и образования крутящего момента на примере одной рабочей лопатки, изображенной на рис.

.

Дата добавления: 2014-01-05