Лопаточным завихрителем

Существуют конструкции осевых вентиляторов с направляющим лопаточным аппаратом, установленным перед рабочим колесом и служащим для придания потоку наиболее благоприятного в экономическом

вые. Недостатком их является неравномерность температур и давлений в окружном направлении перед лопаточным аппаратом турбины. Трубчато-кольцевые камеры сгорания широко применяются в корабельных и судовых ГТД.

Надежность осевого компрессора определяется главным образом лопаточным аппаратом, нагрузку которого обеспечивают динамические усилия со стороны потока циклового воздуха и центробежные силы от собственного веса. Из-за низкой вибронастройки в наибольшей степени динамические усилия опасны для первых ступеней рабочих лопаток. При частоте вращения ротора ОК 2800—4200 об/мин наблюдается резонансный режим рабочих лопаток первых ступеней, поэтому допустимое время работы ГПА должно быть не более 2 мин.

Горелочные устройства для серии котлов типа П-57 были разработаны на базе опыта работы котлов ПК-39 с учетом аэродинамических исследований моделей горелок. Конструкции горелок представлены на рис. 26. Горелка котла П-57 лопаточно-лопаточного типа, однопоточная по вторичному воздуху с тангенциальным регулируемым лопаточным аппаратом во вторичном коробе. В отличие от коробов первичного воздуха горелок котла ПК-39 короб этой горелки является продолжением пылепровода.

Каждый специалист в области лопаточных машин прежде всего должен усвоить физический процесс обмена кинетической энергией между ротором и потоком. Указанный обмен происходит в проточной части машины и газодинамика должна вскрыть физическую сущность данного процесса. Здесь весьма существенно установить влияние физических свойств рабочего агента, особенно его вязкости и текучести, на характер энергообмена, определить активное и реактивное взаимодействие потока с лопаточным аппаратом, вскрыв роль того и другого, выяснить смысл и физическое влияние на энергообмен степени реакции в ступени турбины и компрессора.

Далее увидим, что закрутка потока, создаваемая лопаточным аппаратом, вызывая действие в потоке центробежных сил, скажется на изменяемости параметров потока вдоль высоты лопатки (в радиальном направлении кольцевых решеток). В результате в ответственных случаях потребуется учитывать данное обстоятельство: профиль лопатки придется менять от ее корневого сечения к периферийному и от цилиндрических лопаток переходить к закрученным. Это, естественно, усложняет и удорожает конструирование и изготовление лопаточного аппарата и поэтому должно быть предварительно экономически обосновано.

Мы рассмотрели лишь принцип работы некоторых демпферов. Турбостроительные заводы разрабатывают свои конструкции демпферов колебаний для лопаток турбин. Для примера можно привести конструкцию скрепляющей связи телескопического типа для лопаток последней ступени турбины К-300-240, разработанную Харьковским турбинным заводом. В патентной литературе приводятся многочисленные конструкции демпферов колебаний турбинных лопаток. Критическое рассмотрение их достоинств и недостатков, а также конструктивная разработка демпферов, сопровождающаяся опытными исследованиями, может существенно снизить вибрационные напряжения, испытываемые лопаточным аппаратом турбин.

бин обращает на себя внимание большое число аварий .на американских станциях, обусловленных масляной системой (23,5% от всего числа), а на германских — обусловленных лопаточным аппаратом (31,1% от всего числа).

В проточной части турбины поток всегда неравномерен. Его неравномерность в абсолютном движении порождает нестационарность в относительном движении. В результате взаимодействия нестационарного потока с лопаточным аппаратом появляются переменные аэродинамические силы (ПАС).

8. Ласкин А. С., Афанасьева И. Н. Переменные аэродинамические силы в турбинной решетке, возбуждаемые последующим лопаточным аппаратом.— «Энергомашиностроение», 1970, № 7, с. 45—46.

Примечания: I. Горелкя ОРГРЭС—ЦКТИ и с лопаточным аппаратом рассчитаны на подачу угольной пыли горячим воздухом, поскольку отсутствие опыта работы при транспортировке пыли сушильным агентом не позволяет выдать рекомендации. 2. Параметры работы двухулиточных горелок относятся к индивидуальному пылеприготовлению. При центральном пылеприготовлении и подаче пыли сушильным агентом или горячим воздухом необходимо выбирать коэффициент избытка воздуха в горелке равным 1,15; скорости воздуха сохраняют указанные в таблице значения.

На рис. 17.3 схематично изображена широко распространенная в небольших печах горелка типа ГНП (горелка низкого давления природного газа). Природный газ с избыточным давлением до 8 кПа (оно уменьшается при снижении мощности горелки, т. е. уменьшении расхода газа) вытекает из газового насадка, имеющего одно или несколько отверстий. Подаваемый вентилятором воздух закручивается лопаточным завихрителем и перемешивается с газом. При розжиге горелки факел поджигают электрическим запальником или другим поджигающим устройством. После этого стабилизация горения обеспечивается ее поджиганием раскаленными продуктами сгорания, которые подсасываются к устью горелки вследствие разрежения по оси, возникающего из-за вращения потока.

а — с аксиально-лопаточным завихрителем; 1,2— выходные сечения незакрученного и закрученного потоков: б — со шнековым завихрителем; в — с тангенциальным завихрителем

Аксиально-лопаточные завихрители. Даже при п = 0, когда геометрический угол остается постоянным по высоте лопатки, за аксиально-лопаточным,завихрителем формируется сложная газодинамическая структура. Каждый из межлопаточных каналов ограничен двумя парами криволинейных поверхностей. Движение потока через канал двойной кривизны сопровождается возникновением сложного поля массовых инерционных сил с радиальной и тангенциальной составляющими, которое может привести к образованию вихрей Тейлора—Гёртлера около вогнутых стенок и парного вихря в поперечном сечении канала. На выходе из завихрителя имеет место резко выраженная азимутальная неоднородность скоростного поля, поскольку на поверхности лопаток скорость равна нулю. При п Ф О изменяется величина радиального градиента давления, что в свою очередь влияет на формирование скоростного поля.

Рис. 2.2. Распределение осевых и вращательных скоростей за аксиально-лопаточным завихрителем с if — 45° при Reл — 10s : О —Ж, — 0,131;

Влияние частичной закрутки на структуру потока изучалось экспериментально с помощью входного устройства с лопаточным завихрителем, схема которого показана на рис. 1.4, а [73] . В опытах использованы входные _устройства с относительной площадью незакрученного потока FH, равной 0; 0,lj 0,2; 0,3; 0,5. Опыты проводились в канале с Т = 12 при Eed = 4,17 • • 104. . .1,73* 10s. Соотношение массовых расходов незакрученного и закрученного потоков ?^ в опытах устанавливалось в соответствии с гидравлическими характеристиками завихрителя и участка перепуска (см. рис. 1.5).

При работе ГТУ без регенераторов изменились условия для камер сгорания —. снизилась температура воздуха на входе в камеру сгорание, увеличилось количество топлива, сжигаемого в камере, а это позволило создать новую микрофакельную камеру сгорания, в конструкции которой заложен принцип микрофакельного сжигания топлива. В отличие от ка^ меры сгорания, используемой на регенеративных ГПА, в которой топливо подавалось по шести основным горелкам, в микрофакельной камере го-релочное устройство состоит из трех кольцевых стабилизаторов. Стабилизаторы изготовлены из двух частей корытообразного профиля, соединенных между собой сваркой. Между стабилизаторами находятся сегменты лопаточных завихрителей с углом установки 45°. Они выполнены таким образом, что создают разнонаправленные закрутки потока воздуха. В стабилизаторах имеются мелкие отверстия для прохода газообразного топлива, поступающего в них. Для уменьшения гидравлических потерь в камере сгорания, снижения температуры продуктов сгорания до уровня заданного параметрами цикла ГТУ и обеспечения равномерного перемешивания продуктов сгорания с воздухом часть воздуха направляется в жаровую трубу через смеситель, расположенный в центре камеры сгорания и представляющий собой цилиндр с лопаточным завихрителем и перфорированным корпусом в центре.

Равномерность раздачи пыли обеспечивается осевым лопаточным завихрителем на выходе из первичного короба горелки. Поворот лопаток тангенциального лопаточного аппарата производится вручную при помощи привода. Червячный сектор поворачивает кольцо 8 при помощи вилки 11. Кольцо в свою очередь поворачивает вилки, связанные с лопатками. Поворот лопаток производится, как правило, при наладке котла. При установившемся режиме 5-3485 65

а угол закрутки витых труб относительно оси пучка соответственно увеличивается с увеличением радиуса. При этом продольная составляющая скорости изменяется по кривой с максимумом в периферийной части пучка. Это видно на рис. 4.12, где представлено изменение избыточной продольной скорости, отнесенной к ее среднемассовому значению в пучке, по радиусу пучка. Такой же характер распределений скоростей наблюдается за аксиально-лопаточным завихрителем, особенности течения вблизи которого рассмотрены в работе [47]. Вращательная составляющая скорости в пучке при закрутке (4.61) должна изменяться практически по закону квазитвердого вращения. Поскольку для течения с закруткой потока характерно, что радиальная составляющая скорости много меньше составляющих и и VT [47] , радиальный градиент статического давления определяется уравнением

Рис. 111-34. Элементы батарейных циклонов: а — типа «Энергоуголь», б — с 8-лопаточным завихрителем газа, в — типа БЦРН, г — сварной, D = 500 мм.

а — с винтовым завихрителем; б — с коническим шнеком; s — с тангенциальными каналами; г — с лопаточным завихрителем

Рис. 2-12. Схема перекрыши лопаточным завихрителем живого сечения корпуса пылеконцентратора и сбросного отвода. а и б — трапециевидные лопатки, а=20 и 40°; в — прямоугольные лопатки, а=50°; г — треугольные лопатки, а=30°; д — лопатки ТЭС «Дъендъеп», а=25°; е и ж — лопатки с плавным входом и различными вариантами выполнения перекрыши.

Рекомендуем ознакомиться:

Ленинградского кировского

Ленинградском металлическом

Ленточный транспортер

Ленточных конвейерах

Ленточным электродом

Лабораторные испытания

Лентопротяжного механизма

Лезвийной обработке

Ликвидационной стоимости

Меню:

Главная страница Термины