Потери энергии в спиральной камере

Влияние спиральной камеры на энергетические характеристики турбины.

Турбинные камеры. Статорное кольцо гидротурбины.

Лекция 8.

Потери энергии в спиральной камере, статоре и направляющем аппарате уменьшают энергию потока на входе в рабочее колесо и, следовательно, влияют на КПД турбины. Основными потерями энер­гии в спиральной камере являются потери по длине, которые можно приближенно определить по формуле Дарси

Так как в спиральных камерах натурных гидротурбин движение жидкости развитое турбулентное (Re > 10⁶), величина λ не зависит от числа Re, и потери энергии в спиральной камере под­чиняются квадратичному закону

,

тогда относительные потери в спирали получим в виде

(8.1)

здесь коэффициент потерь ζ (дзета).

Средняя скорость по­тока v_ВХ во входном сечении спиральной камеры

, с учетом получим:

=

Если ввести понятие относительной площади входного сечения спиральной камеры , и с учетом выражения для приведенного расхода и подставив значение средней скорости в (8.1), получим формулу для относительных потерь в СК:

²

В общем случае коэффициент потерь энергии ζ зависит от угла охвата спиральной камеры, изменения средней скорости по длине спирального канала и формы его поперечного сечения. Расчетные и экспериментальные исследования показывают, что величина отно­сительной кинетической энергии в спиральной камере невелика

2 ÷4 %

и следовательно потери энергии в ней незначительны.

Со­гласно опытным данным для турбинной камеры трапециевидного сечения с углом охвата φ = 180°, коэффициент потерь ζ_СП = 0,07 ÷ 0,09.

Относительные потери энергии в спиральных камерах осевых турбин на режиме номинальной мощности можно принять:

Например: для ПЛ 20; Н = 20 м, v _ВХ = 4 м/с, φ = 180°, ζ_СП = 0,1

h_СП = 0,1∙3,5² / 2∙9,81∙20 = 0,3%

для РО 170; Н = 170 м, v _ВХ = 10 м/с, φ = 345°, ζ_СП = 0,18

h_СП = 0,18∙10² / 2∙9,81∙170 = 0,54%

Дата добавления: 2014-01-07