Классификация внутренних потерь.
Внутренние потери турбинной ступени рассчитываются следующим:
образом: , где
Рассмотрим подробнее в этом пункте потери на трении диска и бандажа. Частицы пара, прилипая к диску по спирали начинают перемещаться к периферии. Происходит вихревое движение (рис.4.10). В зазоре между бандажной лентой и корпусом тоже создается вихревое движение.
Рис.4.10. Потери на трение диска ибандажа.
Характерны для ступеней с частичным подводом пара см.рис.4.11а. Для активных лопаток характерны два симметричных вихря см.рис. 4.11б; для реактивных лопаток см.рис. 4.11в.
Рис.4.11. Вентиляционные потери.
Для изображенной на рисунке ступени
Потери от неполноты степени впуска, :
= + , где
- краевые потери; возникают в результате того, что часть пара из
крайних сопловых каналов растекается в застойные зоны и не поступает на
рабочие лопатки и не участвует в полезной работе.
- потери на выколачивание; возникают в результате того, что часть пара расходуется на выбивание застойного пара из рабочих лопаток, которые находились в застойной зоне.
- эжекционные потери; возникают в результате того, что часть энергии пара расходуется на подсасывание пара из застойной зоны.
Потери от утечек в турбинной ступени.
Утечки пара происходят в зазоре уплотнения диафрагмы, через зазор между корпусом и краем лопатки (радиальные), через концевые уплотнения. Для предотвращения этих потерь предусмотрены лабиринтовые уплотнения см.рис.4.12. Уплотнение прижимается к ротору пружиной и под действием пара, подаваемого на уплотнения. Пар придавливает нож, проходя через сверление в диафрагме.
Точность выполнения зазора измеряют свинцовой проволокой.Количество ножей в зависимости от перепада давления в турбине 3÷5 шт.
В уплотнении происходит попеременное превращение ЕК в EП и наоборот,за счет этого происходит потеря энергии потока и пар не проходит черезуплотнение.
Рис.4.12. Потери от утечек
В концевых уплотнениях число ножей зависит от давления перед первой ступеней и достигает количества 20÷25 и более; работают они по тому же принципу. Радиальные уплотнение представлено на рисунке см.рис.4.13. Уплотнение обеспечивается четырьмя ножами.
Рис.4.13. Радиальное уплотнение.
Потери от влажности пара.
Последние ступени ТНД и многоступенчатых вспомогательных турбин работают в области влажного пара, где происходит процесс выпадения частичек влаги. При повышении влажности пара частички влаги увеличиваются в размерах и превращаются в маленькие капельки воды. Увлекаемые паром, они движутся с меньшей скоростью, чем пар.
Если пар, вытекающий из сопла с абсолютной скоростью с1 (рис. 4.14), входит в лопаточный канал без удара, имея относительную скорость ω1, то частицы воды, движущиеся со значительно меньшей скоростью с1', войдут в канал с относительной скоростью ω1 '. В результате капли воды будут ударяться о выпуклую часть лопаток. Эти удары вызывают эрозию входных кромок и создают тормозной момент на диске, что приводит к снижению окружного КПД ступени.
Рис. 4.14. Потери от влажности пара.
В первом приближении можно считать, что снижение окружного КПД ступени составляет 1 % на каждые 1,5% содержания влаги в паре. Потери от влажности обозначаются qx. Благодаря применению в последних ступенях турбин низкого давления дренажных устройств влагосодержание пара снижается примерно в 2 раза, чтосоответственно уменьшает потери от влажности пара.