Совершенствование сотовых уплотнений осевых турбин

• Автор: Перевезенцев, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 134 с. : ил

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СОТОВЫХ УПЛОТНЕНИЙ ОСЕВЫХ ТУРБИН Оглавление

Основные обозначения
Введение
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-