Плани швидкостей. Режим роботи турбіни

Для вивчення дії потоку на турбіну простежимо за зміною швидкості рідини в лопатевій системі. Позначимо проекції швидкості на осі циліндричної системи координат: – радіальну; – тангенціальну; – осьову.

В прямоточній турбіні рідина рухається в основному вздовж осі і навколо неї. Рух по циліндричних поверхнях дещо порушується в результаті перетікання рідини через радіальні зазори, які породжують місцеві радіальні течії: відцентрові – після статора і доцентрові – після ротора. Але тому, що об’єм рідини, яка перетікає невеликий, то приймають, що (нехтують змінами в потоці рідини вздовж радіусу і розглядають умови тільки на одній циліндричній поверхні з розрахунковим діаметром ).

В густих решітках турбіни кут нахилу абсолютної швидкості (на вході ротора) приблизно рівний кутові нахилу лопаті статора . Значення швидкості визначається витратою рідини, що прокачується через турбобур. Зручно визначати не швидкість , а її осьову складову

, (4.4)

де – витрата рідини через турбіну;

– площа поперечного перерізу каналу на виході із статора;

, (4.5)

де – розрахунковий діаметр турбіни;

h – висота лопатей (див. рис.4.4).

Відносна швидкість натікання рідини на лопаті ротора буде
(рис. 4.6)

, (4.6)

де – абсолютна швидкість рідини на виході ротора;

– переносна (колова) швидкість рідини на вході ротора.

Напрямок залежить від співвідношення швидкостей і . При роботі турбобура вказане співвідношення змінюється. Відповідно змінюється напрямок відносної швидкості , створюючи при цьому різні режими обтікання лопатей ротора. Найсприятливіші умови для руху без інтенсивних вихроутворень виникають приблизно при нульовому куті атаки (безударний вхід у ротор). Відповідні швидкості позначимо індексом “” (, ).

Рисунок 4.6 – Плани швидкостей (а) і полігон швидкостей
на безударному режимі (б) в ступені турбіни

Якщо турбіна сповільняє обертання (<), то виникає зона інтенсивних вихрів S з випуклої сторони профілю, а при збільшенні швидкості (>) вихроутворення S′ розвиваються на протилежній стороні (див. рис.4.6, а).

Дата добавления: 2014-01-07