Читайте также:
|
Выходящий из сопел пар (газ) попадает в каналы, образованные рабочими лопатками, и здесь происходит второе преобразование: кинетическая энергия потока превращается в механическую работу вращения рабочего колеса. При обтекании потоком профилей рабочих лопаток на каждой из них возникает подъемная сила, приводящая в движение рабочее колесо турбины. Силу Рz, действующую на каждой лопатке, можно разложить на две составляющие: Рuz – окружную и Рaz – осевую (рис. 3.14)
Рисунок 3.14 – Профиль рабочих лопаток
Величина работы, развиваемой колесом, будет определяться только окружными составляющими Рu (окружной силой).
Как полная сила Рz, действующая на лопатку, таки её составляющие, могут быть легко найдены, если применить к каналу, ограниченному двумя соседними рабочими лопатками, известный из механики закон количества движения. Примем следующие обозначения:
G – кг/с – массовый расход рабочего вещества через решетку,
z – количество каналов, через которые этот поток движется,
c1 – м/с – абсолютная скорость потока при входе в канал,
c2 – м/с – то же, при выходе из канала,
dt – сек – произвольный промежуток времени.
Тогда элементарная масса, входящая в канал и выходящая из него за этот промежуток времени
,
По закону количества движения 
т.е., изменение количества движения за какой-то промежуток времени равно импульсу силы за тот же промежуток времени.
Здесь Р’z – сила, с которой стенки канала действуют на поток, заставляя его изменять направление движения.
Согласно закона Ньютона сила, с которой поток будет действовать на стенки канала, Pz, равна P’z, но противоположна по знаку, т.е., Р’z = – Рz. В результате можно записать
или
,
После преобразований 
.
По аналогии 
и 
.
При этом следует помнить, что в скобках находятся проекции векторов скорости и поэтому, подставляя вместо c1u и c2u их значения, следует учитывать не только величину, но и направление этих составляющих скоростей.
Если c1u и c2u направлены в разные стороны (как это чаще всего бывает), то их абсолютные значения следует сложить, и наоборот, если они направлены в одну сторону, вычесть одно из другого (рис. 3.15).
Рисунок 3.15 – Схема направления скоростей
Для всего рабочего колеса турбины при числе лопаток z окружное усилие определится так:
, н/кг (м/сек2)
Секундная работа потока (т.е., мощность)
, Вт (нм/с или Дж/с)
Мощность, отнесенная к массе в 1 кг
, Вт/кг (Дж/(c×кг)
Подобным же образом можно вывести выражение для определения осевой силы
, Н
Выражения для определения Pu и Рa носят название уравнений Эйлера в честь академика, впервые получившего их в 1754 году.
Дата добавления: 2015-07-21; просмотров: 156 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Потери трения в пограничном слое у торцевых стенок канала | | | Степень реакции турбинной ступени |