Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ЧИСЛА МАХА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОЧИХ КОЛЕС МИКРОТУРБИН

Авторы:
Город:
Владивосток
ВУЗ:
Дата:
06 марта 2016г.

Профилированию рабочих колес микротурбин необходимо уделять большое внимание, так как от формы проточной части рабочих колес зависит распределение скоростей в межлопаточных каналах и как следствие – уровень потерь кинетической энергии в рабочих колес [2, 3].

По данным Калужского турбинного завода увеличение коэффициента скорости в рабочей решетке полноразмерных турбин на 1% повышает мощность ступени на 0,73%. Для микротурбин мощность в зависимости от увеличения коэффициента скорости рабочей решетки повышается больше, что обусловлено увеличением относительной толщиной пограничного слоя.

К благоприятному распределению скоростей относят отсутствие отрывных течений в межлопаточном канале и минимизация негативного влияния скачков уплотнения при сверхзвуковом обтекании лопаток. В связи с этим форма проточной части рабочих колес микротурбин, образованная профилями лопаток, должна удовлетворять двум противоречивым условиям: во-первых, форма каналов должна обеспечивать закон изменения скоростей, при котором потери энергии в рабочем колесе были по возможности минимальными (форма каналов очень сложная); во-вторых, форма лопаток рабочего колеса должна быть простой, так как малые размеры микротурбины не позволяют выполнять сложный профиль с достаточной точностью.

По числу Маха (М) активные и реактивные профили делят на четыре типа [4, 5]:

-    для дозвуковых скоростей (М<0,9). Профили выполняют с обводами плавно меняющейся кривизны.

Каналы плавно сужаются к выходу;

-   для околозвуковых скоростей (0,9<М<1,1). Профили выполняют с прямолинейными участками на входной и выходной спинках. Каналы плавно сужаются к выходу;

-    для небольших сверхзвуковых скоростей (1,1<М<1,5). Каналы имеют постоянное сечение с развитыми прямолинейными участками на спинках профиля;

-    для больших сверхзвуковых скоростей (М>1,5). Профили выполняют с суживающе-расширяющимися каналами, спинки которых могут быть с плавными изломами обратной вогнутости.

Профильные и концевые потери при М < 0,4 не зависят от его величины. С увеличением средней скорости потока от М=0,4 и до значения М ≥ 1, при котором появляются сверхзвуковые скорости на спинке профиля, потери энергии уменьшаются. При дальнейшем увеличении М происходит резкое увеличение потерь энергии (Рисунок 1).


Это связано с увеличением скорости рабочего тела перед кромочным скачком уплотнения в месте его падения на выпуклую поверхность лопатки и последующим усилением отрыва пограничного слоя, вызванного падением скачка уплотнений на ускоренный пристеночный слой.

Для обеспечения устойчивого безотрывного потока необходимо исключить возможность интенсивного разгона потока на выпуклой поверхности профиля до места падения головного скачка уплотнений. При больших сверхзвуковых скоростях выпуклую поверхность следует профилировать таким образом, чтобы вдоль нее происходило непрерывное торможение потока до выходного сечения. Для количественной оценки конструктивных параметров рабочего колеса необходимо воспользоваться методикой, представленной в работе [6]. Экспериментальная проверка результатов, полученных по методике, возможна на экспериментальной установке для исследования малоразмерных турбинных ступеней [1].

Работа выполнена под руководством к.т.н., доцента Фершалова А.Ю.

 

 

Список литературы

1.     Кузнецов Ю.П., Чуваков А.Б. Экспериментальная установка для исследования малоразмерных турбинных ступеней // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2013. С. 54.

2.     Морозова Н.Т., Попович В.В. Проектирование рабочих колес судовых центробежных турбонасосов // В сборнике: Наука, образование, общество: проблемы и перспективы развития сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции. Тамбов, 2014. С. 109-110.

3.     Морозова Н.Т., Луценко В.А. Элементы САПР при оптимизации газодинамических характеристик судовых малорасходных турбоприводов // В сборнике: Наука сегодня сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции. Научный центр «Диспут». Вологда, 2014. С. 53-54.

4.     Фершалов А.Ю. Повышение эффективности рабочих колес судовых осевых малорасходных турбин // диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Дальневосточный государственный технический университет. Владивосток, 2011.

5.     Фершалов А.Ю. Повышение эффективности рабочих колес судовых осевых малорасходных турбин // автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Дальневосточный государственный технический университет. Владивосток, 2011.

6.     Фершалов А.Ю., Фершалов М.Ю. Методика определения газодинамических и конструктивных характеристик проточной части большешаговых рабочих колес малорасходных турбин // Вестник машиностроения. 2014. № 10. С. 29-31.