Как изменяются параметры пара при конфузорном,диффузорном и дроссельном движении

преобразование энергии в турбинной ступени, а также энергетические характеристики других элементов проточной части турбины описываются в общем случае на основе законов течения сжимаемой жидкости, которые изучаются в курсе гидрогазодинамики. в основном используются законы одномерного движения, под которым понимают такое движение жидкости, когда во всех точках поперечного сечения канала параметры жидкости (скорость, давление, удельный объем и др.) можно считать постоянным, а изменение параметров происходит вдоль канала. в реальных потоках рабочего тела в паровых турбинах параметры в поперечном сечении канала не сохраняются постоянными. например, скорость потока вблизи стенок вследствие трения всегда ниже, чем в ядре потока.

вторым существенным допущением при расчете потоков в проточной части турбины является предположение о неизменности параметров потока во времени, т.е. поток рассматривается установившимся.

кроме этого делаются и другие допущения – например, об отсутствии теплообмена между потоком и стенками каналов и др.

основными уравнениями одномерного движения сжимаемой жидкости являются:

1) уравнение состояния:   (примером можно назвать h,s–диаграмму);

2) уравнение неразрывности, расхода, сплошности:   - для любого поперечного сечения одномерного установившегося потока расход массы есть величина const для данного потока,

где f – площадь поперечного сечения; c – скорость; v – удельный объем.

3) уравнение количества движения:   ;

4) уравнение сохранения энергии:   - для 1 кг массы рабочего тела любого поперечного сечения одномерного потока сумма энтальпии и кинетической энергии есть величина постоянная для данного потока.

одномерные течения в каналах разделяются на конфузорные и диффузорные.

конфузорными называются такие течения в каналах, когда скорость рабочего тела на выходе становится больше, чем скорость на входе.

диффузорными называются течения, в которых скорость рабочего тела уменьшается в направлении потока.

основные уравнения одномерных потоков позволяют рассчитывать течения в каналах турбомашин. из уравнения сохранения энергии следует, что при конфузорном течении, например, в соплах турбины, вдоль потока вместе с увеличением скорости рабочего тела уменьшается его энтальпия; в диффузорных потоках, наоборот, энтальпия растет, т.к. скорость падает.

для расчетов одномерных потоков в каналах вводят параметры полного торможения потока в данном его сечении. под ними в каком либо сечении понимают фиктивные параметры, которые достигаются при полном изоэнтропном торможении потока от состояния в этом сечении до нулевой скорости.

параметры полного торможения могут быть подсчитаны с h,s-диаграммы. изобразим процесс течения рабочего тела в сопловом канале в h,s-диаграмме

параметры во входном сечении сопла обозначены с индексом о, а в сечении на выходе из сопла с индексом 1, если течение реальное с потерями энергии, и с индексом 1t, если течение предполагается изоэнтропным (без потерь энергии).

для определения скорости на выходе из соплового канала при изоэнтропном течении используем уравнение энергии, записанное для входного и выходного сечений сопла:   ,

откуда теоретическая скорость на выходе из сопла   ,

где   находится по давлению   в выходном сечении сопла (например, из h,s-диаграммы).