Процесс расширения в турбинной ступени, понятие о теплоперепаде и степени реактивности.

На входе в ступень количество энергии, которое содержится в потоке рабочего тела, будет определяться его энтальпией. Очевидно, что на выходе ступени энергосодержание рабочего тела, т.е. его энтальпия, будет значительно ниже, чем на входе. Разность значений энтальпий перед ступенью и после нее будет показывать, какое количество энергии потока было израсходовано в процессе расширения для совершения работы, т.е. для вращения ротора. Эта величина называется теплоперепадом ступени или работой расширения. Действительный процесс расширения, протекающий в турбинной ступени, будет несколько отличаться от идеального, который не учитывает потери энергии в ступени. На самом деле часть энергии рабочего тела расходуется не на совершение работы, а на преодоление трения потока о проточную часть. Следствием этого трения является незначительное повышение температуры рабочего тела. Таким образом, действительный теплоперепад (Н^*_ст) будет меньше идеального теплоперепада на величину тепловых потерь, возникающих за счет трения.

КПД ступени показывает, какая часть энергии рабочего тела была использована на совершение работы от той энергии, которая могла бы быть использована, если бы не было тепловых потерь. КПД ступени численно равен отношению действительного теплоперепада в ступени к идеальному теплоперепаду в ступени.

Степень реактивности показывает, какая часть от общего теплоперепада ступени срабатывается в рабочих лопатках. Различают кинематическую и термодинамическую реактивность.

Термодинамическая степень реактивности численно равна отношению теплоперепада в рабочих лопатках к теплоперепаду всей ступени.

В теории турбин пользуются также понятием кинематической степени реактивности, вычисляемой, как и в теории компрессоров, по проекциям действительных скоростей:

Принцип работы ЦБН на примере Н235-21-1.

Нагнетатель является турбомашиной центробежного типа. Конструктивно нагнетатель выполнен в виде двух крупных сборочных единиц: корпуса и пакета (рисунок 1).

Пакет нагнетателя включает в себя все роторные и внутренние статорные части ЦБН: ротор с двумя рабочими колесами, подшипники, торцевые и лабиринтные уплотнения, обратный направляющий аппарат.

 Такая конструкция нагнетателя позволяет производить быструю замену проточной части нагнетателя за счет установки запасного пакета.

Движение газа и повышение давления в проточной части нагнетателя происходит за счет создания поля центробежных сил в рабочем колесе, обеспечивающего движение газа от центра колеса к его периферии и за счет преобразования кинетической энергии газа в потенциальную (давления). Процесс сжатия происходит следующим образом. Газ из всасывающего трубопровода поступает во всасывающую камеру нагнетателя, затем на первое рабочее колесо, лопаточный диффузор, обратный направляющий аппарат, второе рабочее колесо, лопаточный диффузор, сборную кольцевую камеру и далее по нагнетательному трубопроводу в трассу.

Система уплотнения нагнетателя поддерживает заданный положительный перепад давления масла над газом в уплотняемой полости.

Нагнетатель и его вспомогательное оборудование образуют несколько крупных транспортных и монтажных блоков.

Пуск и остановка нагнетателя может производиться под полным давлением компримируемого газа.

Нагнетатель двухступенчатый с тангенциальным подводом и отводом газа. Патрубки корпуса нагнетателя с внутренним диаметром 680 мм расположены соосно и соединяются с газопроводом при помощи сварки. Вся ходовая часть и внутренняя статорная часть нагнетателя, состоящая из ротора, подшипников, торцевых и лабиринтных уплотнений, диффузоров, обратного направляющего аппарата и других элементов выполнены в виде пакета, устанавливаемого в корпусе. Такое исполнение нагнетателя позволяет при необходимости производить быстрый его ремонт или смену проточной части за счет установки запасного пакета.

Пример изменения треугольника скоростей в лопаточном аппарате центробежной машины.