Главное меню

Судовые двигатели

Расширение пара в косом срезе сопла

Для обеспечения необходимого направления потока пара при входе его в каналы рабочих лопаток турбины, сопла имеют в вы­ходной части косой срез. На рис. 70 показано сопло с косым сре­зом, в котором происходит как бы дополнительное расширение пара от критического давления рк, устанавливающегося в сечении АВ, до давления за соплом Р1.

Процесс расширения пара в суживающемся сопле с косым срезом при p1 / p0 ? mк не отличается от расширения пара в простом сопле.

Величина и направление скорости остаются такими же, какими

Отклонение струи пара в косом срезе

они были в наименьшем сечении сопла. Расширение пара в косом срезе осуществляется только при p1 / p0 < mк, т. е. при сверхзвуковых скоростях течения. Расширение пара на пути от входного се­чения до наименьшего АВ происходит так же, как и при критиче­ском перепаде в сопле, т. е. в этом сечении устанавливается кри­тическая скорость истечения при критическом давлении рк. В косом срезе расширение пара продолжается от рк до р1; в результате возрастает скорость пара до c1. В точке А давление понижается внезапно от рк до р1 т. е. в этой точке возникает возмущение по­тока, которое распространяется в движущейся среде со скоростью звука, и расположение изобар в пределах косого среза будет опре­деляться линиями АВ', АВ" и т. д., проведенными из точки А как из центра. Таким образом, поток пара перестает быть симметрич­ным относительно оси сопла. Направление потока пара, выходя­щего из сопла, также перестает совпадать с направлением оси сопла, и весь ноток отклоняется от оси на угол ?, который назы­вается углом отклонения потока пара в косом срезе. Угол направ­ления относительно плоскости среза сопла составит ?1' = ?1 + ?. Для определения угла отклонения струи в косом срезе воспользу­емся уравнением сплошности для сечений АВ и АС:

где fmin, cк и ?к— площадь, критическая скорость и удельный объем пара в сечении АВ; f1, с1 и ?1 — площадь, скорость и удель­ный объем пара в сечении АС.

Для прямоугольного сечения сопла высотой l имеем

подставив эти значения в выражение для Gсек, получим

Определив по угол наклона струи, можем найти угол отклонения ? = ?'1—?1.

Следует отметить, что расширение пара в косом срезе может происходить лишь до известного предела. Наибольшее расширение пара зависит от угла наклона сопла и определяется приближенно по наименьшему давлению, до которого пар может расширяться в косом срезе,

pmin = pк (sin ?1)k .(15)