Б аланс энергии в m-венечных ступенях
Введение третьего венца также приводит к появлению дополнительных потерь,
т. е. чем больше число венцов, тем ниже КПД ступени, но тем больший тепловой перепад можно сработать.
Из
графика следует, что применение
двухвенечной ступени становится более
выгодным при
,
а трехвенечной –
при
.
Применение двухвенечных ступеней
Двухвенечная ступень обычно используются в качестве первой ступени турбин с сопловым парораспределением (системы парораспределения подробно будут рассмотрены в разделе «многоступенчатые турбины).
Двухвенечная ступень позволяет сработать достаточно большой тепловой перепад со сравнительно высоким КПД.
Это позволяет понизить параметры пара перед последующими (нерегулируемыми) ступенями (НРС) и уменьшить их количество.
Кроме того, увеличиваются высоты сопел и рабочих лопаток НРС, уменьшаются концевые потери при их обтекании и, в конечном итоге, повышается КПД.
Соотношение тепловых перепадов в оптимальных одновенечной и двухвенечной ступенях.
Сравнение тепловых перепадов одновенечной и двухвенечной ступеней
Оптимальные отношения скоростей
;
.
При
;
;
.
.
В двухвенечной ступени при прочих равных условиях можно оптимально сработать тепловой перепад в 4 раза больший,
чем в одновенечной ступени.
Дополнительные потери в ступени. Внутренний относительный КПД ступени.
Дополнительные потери энергии в ступени.
Относительный лопаточный КПД учитывает потери, связанные с обтеканием решеток, а также потери из-за выходной скорости.
Однако в реальной ступени имеют место дополнительные потери, которые связаны с конструктивным оформлением ступени.
Эти потери нельзя отнести ни к соплам, ни к рабочим лопаткам, но и не учитывать их нельзя, т. к. они в значительной мере влияют на мощность ступени.
К таким потерям относятся:
Потери из-за трения диска рабочего колеса о пар при вращении диска.
Потери из-за частичного подвода пара к рабочей решетке (при е<1)
Потери от влажности.
Речь идет о потерях энергии, которые возникают в ступени при течении влажного пара (не путать с потерями от влажности при обтекании решеток).
Потери от утечки через диафрагменное и периферийное уплотнения.
Относительный внутренний кпд ступени.
Дополнительные потери в ступени приводят к снижению полезной работы и учитываются внутренним относительным КПД ступени.
, , , - дополнительные потери.
= ∆hтр/ (Остальные потери аналогично).
Внутренний тепловой перепад ступени
Внутренняя мощность ступени
- расход пара через ступень.
Потери энергии в ступени от утечек
Потери от утечки пара.
Под
действием перепада давления
- пар стремится пройти в зазор между
диафрагмой и валом -
.
Под
действием перепада давления
- пар стремится пройти в зазор между
диском и корпусом
.
Для уменьшения утечек пара применяются лабиринтные уплотнения.
=======================================================