Экспериментальное исследование образования и течения жидких пленок в элементах турбинных ступеней

• Автор: Агапов, Роман Владимирович
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 207 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Основные обозначения

Введение

Глава 1. Современное состояние вопроса и постановка задачи

исследований

Глава 2. Экспериментальные стенды, методики проведения экспериментов, оценка погрешности измеряемых
величин

2Л. Экспериментальный стенд ЭТ-ЗМ

2 Л Л. Экспериментальная турбина ЭТ-ЗМ,

ее конструкция

2 Л .2. Тепловая схема турбоустановки ЭТ-ЗМ и

схема измерений
2 Л .3. Проточная часть экспериментальной турбины
и система измерений
2.2. Экспериментальный стенд ЭТ-
2.2.1. Экспериментальная турбина ЭТ-
2.2.2. Тепловая схема экспериментального
стенда ЭТ-
2.2.3. Исследуемый конфузорно-диффузорный канал
2.3. Методика измерения толщины жидкой пленки на поверхности сопловых лопаток 2-й ступени экспериментальной турбины ЭТ-ЗМ и плоской стенки конфузорно-диффузорного каната экспериментального стенда ЭТ-
2.4. Оценка погрешности измеряемых величин
Глава 3. Экспериментальное исследование образования влаги и формирования жидких пленок в турбинной ступени большой веерности
3.1. Влияние начального состояния пара на образование жидких пленок в межлопаточных каналах сопловой решетки
3.2. Образование жидких пленок при различных углах
входа потока в сопловую решетку
3.3. Формирование жидких пленок на поверхности сопловых лопаток при различных водно-химических
режимах
Глава 4. Экспериментальное исследование процессов образования и течения жидких пленок в плоском профилированном канале
4.1. Изменение температурных характеристик и толщин жидких пленок при различных водно-химических режимах и концентрациях хлоридов и сульфатов в
паре перед исследуемым каналом
4.2. Исследование форм существования жидких образований на стенках плоского профилированного канала
при течении конденсирующегося пара
4.3. Влияние принудительной конденсации слабоперегретого и конденсирующегося пара на концентрирование хлоридов и сульфатов в образующейся
жидкой пленке
Выводы
Список литературы

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
а - скорость звука, м/с; ширина, м;
Ь - хорда профиля, мм; с - скорость, м/с;
С - массовая концентрация, кг/кг;
ср - удельная массовая теплоемкость при постоянном давлении, кДж/(кг-К); <7 - диаметр частицы, м;
/- частота колебаний, Гц;
А-площадь, м2;
0 - массовый расход, кг/с;
к - удельная энтальпия, кДж/кг;
Но - располагаемый теплоперепад, кДж/кг;
1 - угол атаки, град.;
К - относительная массовая концентрация;
Кр - коэффициент распределения примесей между водой и паром;
/ - высота лопатки, мм;
Ь - длина, м;
Мф _ крутящий момент, дел.; п - частота вращения, об/мин; р - давление, бар, кПа;
Р - мощность, Вт;
pH - водородный показатель;
<7 - удельный объемный расход, м2/с; удельный тепловой поток, Вт/м2;
О - объемный расход, м7с; количество теплоты, Дж;
Р - радиус, м;
5 - криволинейная координата, м;
Г - температура, °С; шаг решетки, мм;
Т - абсолютная температура, К;
АТ - разница температур, К;

интенсивно, что объясняется большими скоростями расширения (градиентами давления) и, следовательно, менее выраженной флукту ационностью.
Таким образом, переход через состояние насыщения в конфузорных потоках конденсирующего пара всегда сопровождается пульсацией параметров и скоростей. Учитывая, что флуктуационный процесс реализуется в переохлажденном (метастабильном) потоке пара, можно заключить, что такой переход характеризуется неустойчивостью линии фазового равновесия, совершающей колебательные движения. В области малых значений степени влажности, где преобладают устойчивые зародыши влаги, пульсационные характеристики потока и в пограничных слоях, и в ядре течения резко меняются. Опытные и теоретические данные подтверждают, что мелкие частицы снижают интенсивность турбулентности несущей фазы. Частичное подавление турбулентности обусловлено в основном инерцией движения мелких капель, время релаксации которых меньше времени “жизни” турбулентных вихрей. Следовательно, при у > 0, когда образовались мелкие устойчивые капли, интенсивность турбулентной диссипации энергии будет несколько снижаться. Решающее значение в этом процессе имеет параметрический критерий р = рг/р, а также числа Маха и Рейнольдса. Можно также предположить, что мелкие капли (с диаметром менее 1-10'6 м) способны частично подавлять пульсации параметров вне зависимости от физической природы их возникновения.
Исследования, выполненные к настоящему времени, подтверждают появление влаги в закромочных вихревых следах (при условии, что толщина выходных кромок достаточно велика) и в турбулентных пограничных слоях в межлопаточных каналах. Процесс конденсации распространяется также и на ядро течения при его взаимодействии с вихревым следом и пограничным слоем. Так как размеры капель влаги в следе малы, то они служат центрами конденсации и далее растут в