273 (36)

Rozdział XII

Zmienne warunki ruchu

W czasie eksploatacji turbina pracuje często w warunkach odbiegających od warunków obliczeniowych. Zmieniają się parametry czynnika na wlocie i na wylocie z turbiny, obciążenie, a także prędkość obrotowa.

W wyniku tych zmian zmieniają się warunki pracy oddzielnych stopni turbiny i poszczególnych palisad kierowniczych i wirnikowych w obrębie stopnia. Zmienia się sprawność turbiny jako całości i inne wskaźniki pracy maszyny.

Naturalnym punktem wyjścia przy rozpatrywaniu zmiennych warunków pracy turbiny jest analiza zachowania się pojedynczej palisady o danej geometrii.

1. Praca dyszy w zmiennych warunkach 1.1. Dysza zwężająca się

Zbadajmy przypadek dyszy zwężającej się o ustalonym kształcie. Oznaczając parametry całkowite przed dyszą p,, o,, zaś ciśnienie w przekroju wylotowym dyszy p_A, napiszemy wzór (V.46) w formie:

m,_d

(XII.l)

Wzór (XII. 1) dotyczy przepływu idealnego bez strat. W warunkach rzeczywistych

(/x — współczynnik wydatku).

Wzór (V.46) lub (XII. 1) może być wykorzystany do obliczania przekroju końcowego dyszy A lub do zadania odwrotnego, polegającego na obliczeniu strumienia masowego w dyszy o ustalonej geometrii. Z analizy podanej w rozdziale V wynika, że w dyszy zwężającej się może występować jedynie przepływ poddźwiękowy, ciśnienie w przekroju końcowym nie może być

mniejsze od ciśnienia krytycznego:

Pa > Pk. * fi-p_x.

Jeżeli więc ciśnienie p, za dyszą zmienia się. to w obszarze Pi > 0P»

ciśnienie w przekroju końcowym dyszy jest zawsze

Pa - Uj

Natomiast, gdy ciśnienie za dyszą

Pa <Pto.

ciśnienie w przekroju końcowym przyrządu pozostaje stale i wynosi Pił.mtn * Pb,

zaś odpowiedni strumień masowy w dyszy

Gdy p₂ < p_kl, ekspansja w dyszy dochodzi do ciśnienia krytycznego, a dalsze rozprężanie odbywa się poza przyrządem i związane jest z dużymi stratami.

Charakterystykę przelotności dyszy zwężającej się podaje rysunek XU.l. W przypadku przepływu rzeczywistego, obarczonego tarciem, obowiązuje relacja

Zależność M'£(p„/Pi) można aproksymować ćwiartką elipsy. Na podstawie badań eksperymentalnych dysz prostoosiowych ściętych prostopadle

m/ćrw

Pz/Pi

Rys. XII I. Charakterystyk* przelotności dyszy zwężającej się przy p,/p, - const