Однорозмірна теорія осьових турбін

Рух рідини в ступені турбіни (рис.4.4) описується складними закономірностями (рідина рухається в осьовому напрямку і в обертовому – разом з ротором). Для спрощення теорії турбіни турбобура, можна допустити, що рух рідини в каналах (між діаметрами D₁ і D₂) відбувається циліндричними шарами (див. рис.4.4).

Розріжемо циліндричну поверхню діаметром D по твірній і розгорнемо її на площину. На площині отримаємо профілі лопатей статора і ротора (рис.4.5).

Для спрощення дослідження руху рідини в ступені всі розрахунки ведуться по якійсь еквівалентній струминці, яка тече на розрахунковому діаметрі з якоюсь середньою швидкістю.

1 – корпус; 2 – вал; 3 – статор; 4 – ротор; 5 – регулювальне кільце

Рисунок 4.4 – Ступінь турбіни турбобура

α – кут нахилу середньої лінії профілю на виході статора до осі решітки;
β_1л - кут нахилу середньої лінії профілю на вході ротора до осі решітки;

β₁ – кут між вектором швидкості і віссю решітки;

β_2л – кут нахилу середньої лінії профілю на виході ротора до осі решітки;

β₂– кут між вектором швидкості і віссю решітки;
d – хорда профілю; f – прогин профілю

Рисунок 4.5 – Профілі лопатей статора і ротора

При виборі еквівалентної струминки повинні бути враховані наступні дві основні умови:

1) витрата рідини через турбіну, підрахована за середньою швидкістю еквівалентної струминки, повинна співпадати із фактичною;

2) характеристики турбіни підраховані за середніми швидкостями еквівалентної струминки і розрахунковому діаметру, повинні співпадати з фактичними (під розрахунковим діаметром розуміють діаметр тієї циліндричної поверхні, на якій лежить середня струминка).

Розрахунковий діаметр турбіни ділить площу каналу (між діаметром D₁ і D₂) на дві рівновеликі площі

, (4.1)

де D₁ – зовнішній діаметр каналу;

D₂ – внутрішній діаметр каналу.

З формули (4.1) отримаємо:

,

або

. (4.2)

Для характеристики профілю лопатей статора і ротора (див. рис.4.5) застосовують наступну термінологію:

– середня лінія профілю – крива, проведена через центри кіл, вписаних у профіль;

– хорда профілю d – проекція профілю на дотичну двох точок вгнутої її сторони;

– прогин профілю f – відстань від хорди до вершини середньої лінії;

– крок решітки t

, (4.3)

де – число лопатей; ; – розрахунковий діаметр турбіни;

– вісь решітки – лінія проведена через однойменні точки профілю;

– кут профілю – кут нахилу хорди до осі решітки;

– – кут нахилу середньої лінії профілю статора до осі решітки;

–– кут нахилу середньої лінії профілю на вході ротора до осі решітки;

–– кут нахилу середньої лінії профілю на виході ротора до осі решітки;

–– кут між вектором швидкості і віссю решітки;

–– кут між вектором швидкості і віссю решітки;

– і – кут атаки між направленням вхідної кромки лопаті ротора і вектором ; ;

– – кут відхилення між направленням вихідної кромки профілю і вектором ; ;

Дата добавления: 2014-01-07