Tuabin khí và tuabin hơi: Các loại tổn thất nguyên liệu trong tầng Tuabin

1.Tổn thất profileĐược xác định khi dòng chảy bao profile cánh có chiều dài vô hạn l -> , gồm 3 thành phần: a.TT ma sát: do ma sát trong lớp biên LB và xoáy khi dòng trên profile bị đứt

3.1 CÁC TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG TRONG TẦNG TUABIN

1 Tổn thất năng lượng trong rãnh cánh

Tổn thất NL trong mỗi rãnh cánh của tầng chủ yếu gồm (3):

TT profile, p ; TT ở đầu cuối cánh, đc ;TT do độ rẽ cánh quạt, r

i : Giá trị tương đối của TT so với NL lý thuyết của dãy cánh Thực nghiệm đã xác định được: tính chất của TT, ảnh hưởng của các TS hình học và chế độ dòng chảy trong rãnh cánh

Như vậy TT trong một rãnh cánh (t hay đ) là tổng:

Trên cơ sở đó chúng ta tìm được giá trị zt và zđ rồi tính HS tương đối trên dãy cánh động theo CT (2.51):

u = 1 – t – đ – c(1 – „2)

1 Các tổn thất khác trong tầng

Có một số TT khác liên quan đến toàn tầng công tác, được tính

tương đối so với năng lượng làm việc trong toàn tầng e o :

TT do phun từng phần, e TT do ma sát của đĩa, df

TT ro ø rỉ trong tầng, rò TT do hơi ẩm, x

Như vậy HS trong tương đối của tầng sẽ là:

oi = u – e – df – rò – x (3.2)

Các TT nêu trong (3.2) còn được gọi là những tổn thất phụ Lưu ý: việc phân loại các TT như trên chỉ có tính tương đối.

Thực tế chúng có liên quan, thậm chí đan xen với nhau Nhiều tác giả cho rằng TT t và đ được gây ra chủ yếu bởi TT profile và TT đầu cuối cánh, nhưng cũng có người quan niệm là hệ số tốc độ , 

chỉ phụ thuộc vào TT profile mà thôi.

1.Tổn thất profile

Được xác định khi dòng chảy bao profile cánh có chiều dài vô hạn (l ->

), gồm 3 thành phần:

a.TT ma sát: do ma sát trong lớp biên (LB) và xoáy khi dòng trên

profile bị đứt (hình 3-3).

Tốc độ dòng trong LB thay đổi từ 0 ở sát bề mặt profile đến tốc độ của lõi dòng tại vị trí phân cách Bề dày LB thay đổi theo biến đổi tốc độ của dòng và phân bố áp suất trên bề mặt profile.

b.TT xoáy sau mép ra (TT mép ra) Khi dòng bao bị đứt, sau mép tạo

các xoáy trôi theo dòng chính làm tốc độ của dòng giảm Sự không đồng đều về phân bố tốc độ, AS, góc ra (H.3-4)

H.3-3: Sơ đồ tạo thành LB

trên profile cánh a) Dòng bao không bị đứt b) Dòng bao bị đứt

động năng bị mất trong LB do ma sát với bề mặt cánh + để bứt LB khỏi profile thì dòng chính phải

c TT sóng: khi dòng có tốc độ vượt âm Do xuất hiện tính chất sóng, ở

mép ra có sự thay đổi về đặc tính dòng khác với thiết kế

TT profile  p phụ thuộc vào các đặc tính hình học của dãy cánh, chế độ dòng chảy cùng một số yếu tố khác.

Aûnh hưởng của số Mach tới  p ở OP nhỏ dần bắt đầu từ lúc M > 0,4  0,6

Tăng M trong dòng dưới âm sẽ làm mỏng lớp biên và ít khả năng bị đứt

dòng nên  p giảm

Aûnh hưởng của số Reynolds Khi Re > Reaut = (4  5)10 5 thì giá trị  p

không thay đổi theo Re nữa, ta nói trong vùng ấy có chế độ dòng chảy tự điều chỉnh (automodel).

1.Tổn thất profile

Được xác định khi dòng chảy bao profile cánh có chiều dài vô hạn (l ->

), gồm 3 thành phần:

a.TT ma sát: do ma sát trong lớp biên (LB) và xoáy khi dòng trên

profile bị đứt (hình 3-3).

Tốc độ dòng trong LB thay đổi từ 0 ở sát bề mặt profile đến tốc độ của lõi dòng tại vị trí phân cách Bề dày LB thay đổi theo biến đổi tốc độ của dòng và phân bố áp suất trên bề mặt profile.

H.3-3: Sơ đồ tạo thành LB

trên profile cánh a) Dòng bao không bị đứt b) Dòng bao bị đứt

động năng bị mất trong LB do ma sát với bề mặt cánh + để bứt LB khỏi profile thì dòng chính phải

b.TT xoáy sau mép ra (TT mép ra) Khi dòng bao bị đứt, sau mép tạo

các xoáy trôi theo dòng chính làm tốc độ của dòng giảm Sự không đồng đều về phân bố tốc độ, AS, góc ra (H.3-4)

c TT sóng: khi dòng có tốc độ vượt âm Do xuất hiện tính chất sóng, ở

mép ra có sự thay đổi về đặc tính dòng khác với thiết kế

TT profile  p phụ thuộc vào các đặc tính hình học của dãy cánh, chế độ dòng chảy cùng một số yếu tố khác.

Aûnh hưởng của số Mach tới  p ở OP nhỏ dần bắt đầu từ lúc M > 0,4  0,6 Tăng M trong dòng dưới âm sẽ làm mỏng lớp biên

và ít khả năng bị đứt dòng nên  p giảm

Aûnh hưởng của số Reynolds Khi Re > Reaut = (4  5)10 5 thì giá trị  p

không thay đổi theo Re nữa, ta nói trong vùng ấy có chế độ dòng chảy tự điều chỉnh (automodel).

Những tầng cuối của T ngưng làm việc trong vùng hơi ẩm Đầu tiên hơi bị quá lạnh, sau đó ngưng tụ tạo ra các hạt nước Do trở thành tâm ngưng nên các hạt nước lớn dần lên Chúng có tốc độ bé hơn tốc độ của pha hơi nhiều và

bị cuốn theo gây ra TT động năng Hơn nữa với hướng đi vào rãnh cánh động không phù hợp (H.3-22), chúng va đập với mép vào CĐ làm giảm HS của tầng + phá hủy bề mặt kim loại, tức là làm cánh bị mài mòn

H.3-22: Tam giác tốc độ của hơi

ẩm vào rãnh động

H.3-23: Chuyển động của những hạt nước trong rãnh OP

H.3-24: Sự phân phối độ ẩm theo chiều cao cánh

Trong dãy CĐ màng nước còn bị chảy trượt theo hướng từ chân đến đỉnh cánh do lực ly tâm Phần lớn lượng nước tập trung trên đoạn 1/3 đầu cuối cánh (H.3-24) Sự phân phối độ ẩm theo chiều cao cánh cũng phụ thuộc vào tỉ số tốc

Tổn thất NL do hơi ẩm bao gồm các thành phần chủ yếu sau:

mômen cản quay rotor

4 TT do tăng kích thước của mép ra bởi màng nước

Bên cạnh tổn thất NL, hơi ẩm còn mài mòn cánh quạt

mới, áp dụng QNTG, lắp bộ tách ẩm sau phần cao áp T hơi bão hoàø

(H.3-25)

lớn nước tách ra vào BGN

hạt nước)

khả năng cho giọt nước bị xé vụn

cánh; tạo lớp hợp kim cứng bảo vệ …