Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Основные определения. Классификация гидравлических турбинСтр 1 из 5Следующая ⇒
Глава 11. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ Основные определения. Классификация гидравлических турбин
Гидравлические турбины и водяные колеса относятся к многочисленному классу гидравлических машин, называемых гидравлическими двигателями динамического действия. В настоящее время гидравлические турбины практически полностью вытеснили водяные колеса, поэтому последние мы изучать не будем. Гидродвигатели объемного действия будут рассмотрены в гл. 12 как составная часть гидропривода. В данной главе мы остановимся лишь на гидротурбинах. Гидравлическая турбина - это машина, в которой рабочий орган получает энергию от движущейся жидкости и преобразует ее в механическую энергию вращения вала; причем энергия жидкости на входе в турбину всегда больше, чем на выходе. Следовательно, в турбинах происходит рабочий процесс, обратный тому, который имеет место в насосах. Турбины устанавливают на гидроэлектрических станциях (ГЭС), где они служат для привода электрических генераторов. Принципиальная схема установки турбины на ГЭС показана на рисунке 1. Вода из верхнего бьефа (ВБ) через водоприемник и напорный водовод подводится к турбине и, пройдя через нее, выпускается через отсасывающую трубу в нижний бьеф (НБ). Разность отметок верхнего и нижнего бьефов называется статическим напором ГЭС Нст (м): Нст = zВБ – zНБ. (1) Турбина использует не весь статический напор ГЭС, а только часть его - так называемый напор турбины, который представляет собой разность удельных энергий на входе в турбину и на выходе из нее: Н = е1 – евых. (2) Удельная энергия на входе согласно уравнению Бернулли: , (3) где v1 - скорость на входе в турбину (в сечении I-I). Пьезометрический напор в сечении I-I можно найти, составив уравнение Бернулли для двух сечений 0-0 и I-I относительно уровня воды в нижнем бьефе: , (4) где - пьезометрический напор перед водоприемником; hпот - гидравлические потери в подводящем водоводе. Принимая во внимание, что z0 + h0 = Hст, можно из уравнения (4) определить пьезометрическую высоту: . (5) Подставив уравнение (5) в (3), получим значение удельной энергии на входе: . (6) С определенной степенью допущения можно принять, что удельная энергия на выходе равна удельной энергии потока жидкости уровня нижнего бьефа е2, т. е. . (7) Тогда с учетом формул (6) и (7) уравнение (2) принимает вид: . (8) Этот напор называется напором турбинной установки нетто в отличие от напора брутто, который представляет собой разность удельных энергий верхнего е0 и нижнего е2 бьефов: . (9) Как видно из уравнений (8) и (9), напор Нбр отличается от напора нетто на величину потерь hпот. Обычно разностью скоростных напоров в уравнении (9) пренебрегают ввиду ее малости, и напор турбины выражают как Н = Нст – hпот. (10) Следует иметь в виду, что hпот в этом выражении представляет сумму гидравлических потерь в водоводах, не только подводящих воду к турбине, но и отводящих ее от турбины в нижний бьеф. Мощность потока жидкости Nпот, поступающей в турбину, зависит от напора Н (м) и расхода Q (м3/с). Так как весовой расход равен pgQ, то мощность потока будет (Вт): Nпот = pgQН. (11) Однако не вся мощность потока передается валу и является полезной, так как имеются потери в самой турбине, которые учитываются КПД турбины: , (12) где N - полезная мощность на валу турбины. Для пресной воды r = 1000 кг/м3. Учитывая, что g = 9,81 м/с2, а N = 9,81QHhт. (13) Эта формула широко применяется при расчетах турбин и проектировании ГЭС. Количество энергии, полученной рабочим колесом от 1 кг жидкости, может быть определено из турбинного уравнения Эйлера (10.12) с учетом hт: Нн =hт (u1v1 cos a1 - u2v2 cos a2) /g. По принципу работы турбины могут быть разделены на две основные группы: активные и реактивные. В активных турбинах, которые называют также свободно-струйными, статический напор переходит в кинетическую энергию раньше, чем струя воды соприкоснется с рабочим колесом. Вода с большой скоростью выбрасывается через один или несколько сопловых насадков в виде струй, которые ударяются о лопатки открытого рабочего колеса, сообщая ему момент вращения. Наиболее характерной для этого типа турбин является кошевая турбина Пельтона. В реактивных турбинах (напороструйных) потенциальная энергия давления используется в большей степени, чем кинетическая. В этих турбинах рабочее колесо полностью погружается в жидкость и находится в ней под давлением, а все его лопасти постоянно обтекаются потоком. Скорость потока перед входом на рабочее колесо даже при высоких напорах сравнительно небольшая; поэтому значение потенциальной энергии, используемой реактивной турбиной, всегда больше, чем кинетической. Для оценки степени реактивности турбин вводится так называемый коэффициент реактивности, который показывает, какая доля статического напора (удельной энергии) используется в турбине в виде энергии давления: , (14) где v - скорость воды при выходе ее из направляющего аппарата. Для активных турбин l = 0, для реактивных l > 0,5 и возрастает при увеличении коэффициента быстроходности турбин.
Date: 2015-05-04; view: 1716; Нарушение авторских прав |