Совершенствование сотовых уплотнений осевых турбин

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СОТОВЫХ УПЛОТНЕНИЙ ОСЕВЫХ ТУРБИН 

Основные обозначения

Глава 1. Постановка задач исследований

1.1. Анализ основных конструкций сотовых уплотнений

и пути их совершенствования

1.2. Исследования сотовых уплотнений и проблема

их использования в турбомашинах

1.3. Задачи исследований

Глава 2. Методика эксперимента. Стенды и принципы измерений, обработки и обобщения опытных данных

2.1. Обоснование выбора оптимальных размеров сотовых уплотнений

2.2. Методика экспериментальных исследований

2.2.1. Моделирование сотовых уплотнений

2.2.2. Экспериментальные стенды, измерительные схемы и приборы

2.2.3. Методика обработки экспериментальных данных

Глава 3. Экспериментальные исследования сотовых уплотнений

3.1. Исследования различных конструкций сотовых уплотнений

на статических стендах

3.1.1. Исследование пространственной структуры потока

в ячейках сотового уплотнения

3.1.2. Определение расходных характеристик каналов

с сотовыми уплотнениями

3.1.3. Исследования динамики потока в щелевидных

сотовых каналах

3.1.4. Сопоставление различных типов конструкций

лабиринтных уплотнений

3.2. Характеристики ступеней с использованием сотовых уплотнений

для венца рабочих лопаток

Глава 4. Рассмотрение методики оптимизации сотовых уплотнений и учета их влияния в радиальных зазорах на эффективность работы ступеней турбомашин

4.1. Методика оптимизации сотовых уплотнений по геометрическим показателям конструкции

4.2.Учет влияния протечек через радиальный зазор

в направляющих аппаратах турбин

4.3. Влияние изменения радиальных зазоров на потери энергии

в безбандажных турбинных ступенях

Глава 5. Разработка и внедрение оптимальных конструкций сотовых уплотнений в проточной части турбин газоперекачивающих

агрегатов

5 .1. Пути модернизации проточной части турбины

газоперекачивающего агрегата

5.2. Экономический эффект для турбоагрегата при совершенствовании

уплотнений сотового типа в его проточной части

Заключение

Список литературы

Приложения

и, г, г <Л, (



Ь. ь2 к, Н «о, 

Рь Р2



С, М>, и Со



а, (3 У



Основные обозначения Геометрия проточной части и элементов уплотнений

- оси координат, соответствующие направлениям окружной скорости, оси турбины и радиуса;

- средний диаметр направляющего аппарата и рабочего колеса;

- длины лопаток направляющего аппарата и рабочего колеса;

- хорды направляющих и рабочих лопаток;

- шаги направляющих и рабочих лопаток;

- входной и выходной углы направляющих лопаток, определяемые как углы между осью и и касательной к средней линии профиля;

- входной и выходной углы рабочих лопаток, определяемые как углы между осью и и касательной к средней линии профиля;

- зазоры;

- перекрыши;

- диаметр вписанной окружности ячейки;

- глубина ячейки;

- скорость потока в канале;

Кинематика потока

- абсолютная, относительная и окружная скорости в турбинной ступени;

- условная скорость, рассчитываемая по перепаду энтальпий /г0;

- кинематическая степень реактивности;

- скорость распространения звука;

- критическая скорость;

- угловая частота вращения;

- углы между положительным направлением оси и векторами абсолютных и относительных скоростей;

- угол в меридиональной плоскости.



Рабочие участки для различных конструкций уплотнений, а также для исследования отдельных элементов сотового уплотнения представляются в главе 3 для каждого конкретного случая.

Траверсирование потока в пространстве модели сотовой ячейки производилось при помощи пятиканального полуориентируемого аэродинамического зонда, схема которого и тарировочные характеристики показаны на рис.2-2.

Конструкция приемной части зонда, погружаемой в поток, выбрана такой, чтобы обеспечить максимально точные измерения в трехмерном потоке со значительными градиентами углов и давлений при минимальных искажениях потока приемником. К достоинствам такого пневмонасадка следует отнести весьма малые размеры приемной части, небольшие осевые габариты приемника, почти линейные его характеристики в диапазоне чисел М= 0,2...0,8, малое влияние угла скоса потока на форму скоростных и угловых характеристик. Важные преимущества насадка - малая чувствительность приемника полного давления к пылевой эрозии и широкий диапазон нечувствительности приемника полного давления к углам скоса потока [37].

Пятиканальный зонд, изготовленный в лаборатории кафедры «Турбины и теплоэнергетика» БГТУ, имеет наружный диаметр приемного насадка 2,4 мм. Многолетний опыт использования пятиканального конического полуориентируемого пневмонасадка в лаборатории показал его хорошие аэродинамические, прочностные и эксплуатационные качества. Поэтому все опыты по траверсированию потока выполнены с применением именно этого прибора. Даже весьма малые отклонения в размерах приемной части и державки зонда, неизбежные при самом точном изготовлении, приводят к тому, что каждый зонд обладает индивидуальными свойствами. Поэтому перед использованием необходима тарировка пневмонасадка.

Пятиканальный зонд использовался также для траверсирования потока за кольцевой решеткой направляющих лопаток с целью определения влияния величины зазора в направляющем аппарате на эффективность работы тур-