3.5. Ступени с длинными лопатками — веерность I.

3.5. Ступени с длинными лопатками - веерность I. В зазоре поток движется по цилиндрическим поверхностям - возникает центростремительное ускорение II. Изменяется окружная скорость по высоте ступени

3.5.1. Уравнение радиального равновесия 0 0 1 1 2 2 Элемент потока, выделенный в зазоре: двумя цилиндрическими поверхностями и двумя поверхностями, перпендикулярными оси ротора на расстоянии двумя меридиональными поверхностями под углом

К выделенному элементу приложены силы (в проекциях на направление радиуса): - сила давления (давление на площадь): по цилиндрическим поверхностям: - снизу давление - площадь - da , т.к. тогда сила давления снизу: давление - площадь - тогда сила давления сверху: - сверху по боковым сторонам: - по мериодинальным поверхностям площадь - давление (в проекции на направление радиуса!) тогда удвоенная (действует с двух сторон) сила давления по меридиональным поверхностям: - по поверхностям, перпендикулярным оси ротора - уравновешиваются

- инерционная сила от центростремительного ускорения выделенного элемента (масса на ускорение) : масса ускорение Тогда инерционная сила будет Составим уравнение равновесия

3.5.2. Анализ уравнений радиального равновесия А. Располагаемый теплоперепад по радиусу ступени - изменение давления по высоте на входе в ступень , т.к. , а Таким образом - изменение давления по высоте на выходе из ступени , т.к. по условию поектирования ступени с максимальной экономичностью необходимо, чтобы Таким образом Следовательно

продифферин-цируем по r Б. Профилирование лопаток методом постоянства циркуляции т.к. Положим - уравнение метода постоянства циркуляции - изменение скорости с1 по радиусу ступени Следствие:

- изменение степени реактивности Задаемся

- изменение угла выхода потока из сопловой решетки в абсолютном движении - изменение угла входа потока на рабочие лопатки в относительном движении - работа на рабочих лопатках вдоль радиуса По методу профилирования

- относительный лопаточный КПД вдоль радиуса Следствие: , т.к. - изменение угла выхода потока из рабочей лопатки в относительном движении

- профилирование лопаток Корневое сечение Среднее сечение Переферийное сечение

3.5.3. Реактивность ступени В большинстве ступеней энергетических турбин Тогда: Обозначив: Приближенно получим: При проектировании турбины задаются реактивностью на среднем диаметре, определяют высоту сопел и проводят определения реактивности у корня. Необходимо, чтобы , а с учетом возможных неточностей в расчете и отклонений при изготовлении (откуда берется степень реактивности при проектировании)

Теоретический процесс расширения в ступени в корневом, среднем и периферийном сечениях лопаток