3 5 Ступени с длинными лопатками — веерность

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 1 2 0 0 2 1 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 , т. к. тогда сила давления снизу: - сверху давление площадь тогда сила давления сверху: площадь давление (в проекции на направление радиуса!) da • по боковым сторонам: - по мериодинальным поверхностям 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 1 - изменение давления по высоте на входе в ступень 2 0 , т. к. , а Таким образом - изменение давления по высоте на выходе из ступени 0 2 1 , т. к. по условию поектирования ступени с максимальной экономичностью необходимо, чтобы Таким образом Следовательно

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

- 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 (откуда берется степень реактивности проектировании) В большинстве ступеней энергетических турбин Тогда: Обозначив: получим: Приближенно 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

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