Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое двигатель паровая турбина

Что такое двигатель паровая турбина

Главное меню

  • Главная
  • Паровые машины
  • Двигатели внутреннего сгорания
    • Основные понятия о двигателях внутреннего сгорания
    • Топлива применяемые в двигателях и реакция сгорания
    • Смесеобразования и воспламенения в двигателях
    • Выпуск и продувка в двухтактных двигателях
    • Теплоиспользование в двигателях
    • Тепловой расчет двигателя
    • Основные узлы двигателей
    • Топливная аппаратура и система зажигания
    • Пусковые устройства
    • Охлаждение и смазка двигателя
    • Вспомогательные устройства двигателей
    • Примеры конструкций двигателей
    • Эксплуатация и ремонт двигателя
    • Двигатели внутреннего сгорания на электростанциях
    • Наддув двигателей внутреннего сгорания
      • Комбинированные двигатели и генераторы газа
      • Схемы наддува в двухтактных малооборотных дизелях
      • Проблемы наддува в двухтактных малооборотных дизелей
      • Среднеоборотные судовые и стационарные дизели
      • Высокооборотные дизели для приводов судов и тепловозов
      • Дизели с принудительным зажиганием
      • Автомобильные двигатели с принудительным зажиганием
      • Уравновешивание осевых усилий турбокомпрессора
      • Конструкция подшипников и смазка турбокомпрессора
      • Расположение подшипников турбокомпрессора
      • Материал и изготовление турбинных колес ротора турбокомпрессора
      • Материал и изготовление колес компрессоров ротора турбокомпрессора
      • Конструкция колес ротора турбокомпрессора
      • Число ступеней ротора турбокомпрессора
      • Система наддува «Гипербар»
      • Система наддува «Компрекс»
      • Двухступенчатый наддув
      • Применение системы Миллера в газовых двигателях
      • Применение системы Миллера на четырехтактных дизелях
      • Способ наддува Франка Миллера
      • Турбодетандерное охлаждение газовых двигателей
      • Турбодетандерное охлаждение четырехтактных дизелей
      • Разделение выпуска системы наддува
      • Дозарядка систем наддува
      • Влияние наддува на качество выпускных газов двигателя с принудительным зажиганием
      • Влияние наддува на качество выпускных газов дизеля
      • Влияние высоты над уровнем моря при эксплуатации двигателей без наддува
      • Меры для улучшения приемистости и характеристики крутящего момента двигателей с турбонаддувом
      • Характеристика крутящего момента двигателей с турбокомпрессором
      • Приемистость двигателей с турбокомпрессором
      • Разновидности импульсного наддува
      • Преимущества и недостатки систем импульсного наддува и наддува при постоянном давлении газов перед турбиной
      • Группировка выпускных коллекторов при различных числах цилиндров и промежутках между вспышками
      • Турбонаддув как средство повышения к.п.д.
      • Влияние охлаждения надувочного воздуха
      • Различия в удельном расходе топлива двигателя при механическом и газотурбинном наддуве
      • Мощность затрачиваемая на привод компрессора
      • Подпор до давления, в цилиндре, выталкивающим действием поршня
      • Полное преобразование в кинетическую энергию при отсутствии противодавления на выпуске
      • Работа газов от давления, в цилиндре, до противодавление за двигателем
      • Температура конца расширения в цилиндре и средняя температура выпускных газов
      • Замкнутый расчет равновесного состояния системы двигатель—турбокомпрессор
      • Расчет импульсного наддува
      • Расчет эквивалентного сечения турбины
      • Рабочая точка турбокомпрессора
      • Механический наддув компрессором
      • Наддув в четырехтактных двигателях
      • Примеры результатов расчетов с помощью метода наполнения — выпуска
      • Номограмма для определения рабочей точки одноступенчатого турбокомпрессора
      • Наддув в двухтактных двигателях
      • Расходная характеристика двигателей
      • Лопаточные компрессоры
      • История создания авиационных двигателей
      • Объемные компрессоры
      • История создания первых дизели
      • Конструкция и характеристики компрессоров
      • История создания двигателей с принудительным зажиганием
      • Способы наддува в двигателях внутреннего сгорания
      • Шаговый расчет процесса газообмена
      • Расчет количества продувочного воздуха всасываемого двигателем
      • Коэффициент наполнения четырехтактных двигателей с наддувом
      • Взаимосвязь между количеством заряда в цилиндре и средним индикаторным давлением
      • Взаимосвязь между массовым расходом воздуха и мощностью двигателя
      • Расчеты мощности компрессора наддува
      • Развитие газотурбинного наддува в дизельных двигателях
  • Электродвигатели
  • Автоматическое регулирование двигателей
  • Восстановление и ремонт двигателей СМД
  • Топливо для двигателей
  • Карта сайта

Судовые двигатели

  • Судовые двигатели внутреннего сгорания
  • Судовые паровые турбины
    • Основыне условные обозначения двигателей
    • Устройство и классификация судовых паровых турбин
      • Виды турбин
      • Особенности и классификация судовых паровых турбин
      • Устройство и принцип действия паровой турбины
    • Преобразование энергии пара в соплах и каналах
    • Конденсационные устройства
    • Детали судовых паровых турбин
    • Концевые части турбины
    • Зубчатые передачи судовых турбин
    • Система и устройство паровых турбогенераторов
    • Устройство судовых турбин и турбозубчатых агрегато
    • Потери в турбине и к.п.д. турбинной установки
    • Многоступенчатые турбины
    • Тепловые расчеты паровых турбин
    • Работа турбин при частичных нагрузках турбин
    • Расчеты деталей турбины на прочность
  • Судовые газовые турбины
  • Судовые дизельные установки

Паровая турбина представляет собой тепловой двигатель ротативного типа с непрерывным рабочим процессом и двукратным преобразованием тепловой энергии пара в механическую работу вращения вала. При истечении пара через специальные насадки (сопла) его потенциальная энергия преобразуется в кинетическую, которая передается па рабочие лопатки и преобразуется в меха­ническую работу вращения вала турбины.

Совокупность неподвижных насадок и рабочих лопаток, в ко­торых происходит двойное преобразование энергии пара, называется ступенью турбины. Ступени турбины и сами турбины мо­гут быть активными или реактивными. Ступени, в которых рас­ширение пара происходит в соплах или в каналах между непод­вижными направляющими лопатками, называются активными. Давление пара перед и за лопатками в этом случае одинаково, поэтому ступени называют ступенями равного давления. Ступени, в которых расширение пара совершается в направляющих кана­лах и между рабочими лопатками, называются реактивными. Дав­ление в реактивной ступени перед рабочими лопатками больше, чем за ними, и поэтому их называют ступенями избыточного дав­ления.

Схема простейшей одноступенчатой активной турбины пока­зана на рис. 1, а. Свежий пар поступает в неподвижную насадку (сопло) 1 ив результате расширения преобразует свою потенци­альную энергию в кинетическую, приобретая большую скорость. Далее пар поступает в каналы рабочих лопаток 2 и в результате поворота струи возникает динамическое давление па лопатки, под действием которого вращается диск 3 и вал 4 турбины.

На рис. 1, б изображена схема действия центробежной силы частиц пара на рабочую лопатку активной ступени. Струя пара поступает на рабочую лопатку полукруглой формы со скоростью С 1 . В канале между лопатками пар совершает криволинейное дви­жение и, изменяя направления движения, уходит со скоростью С 2 .

Движение струи пара по криволинейному каналу лопаток со­провождается действием центробежных сил частиц пара на эту поверхность. Центробежные силы выделенных частиц пара а , б и в обозначены на рисунке векторами Р. Согласно законам меха­ники их можно разложить на составляющие: Р а , направленные по оси турбины, и Р и , направленные по направлению движения лопа­ток. При этом составляющие Р а вследствие симметричной формы профиля лопаток взаимно уничтожаются, а составляющие Р и суммируются и совершают работу перемещения лопатки.

В реактивных турбинах расширение пара происходит как пе­ред поступлением пара на рабочие лопатки, так и на самих рабо­чих лопатках, что достигается устройством сужающегося сечения каналов между рабочими лопатками. Изменение давления и ско­рости пара показаны на рис. 2, а.

Из графика видно, что в неподвижном аппарате 1 происходит расширение пара с изменением давления от р до р 1 , в каналах рабочих лопаток 2 — дополнительное расширение пара до давле­ния р 2 . Это вызывает появление реактивной силы. Таким образом, на реактивную лопатку действуют две силы: центробежная и ре­активная.

На рис. 2, б показаны силы, действующие на рабочую лопатку реактивной турбины. Движущая лопатку сила Р равна сумме сил Р акт и Р реакт , примерно равных по значению. Разность давлений р 1 и р 2 у входа и выхода из каналов рабочих лопаток создает до­бавочную силу Р акс , которая действует на лопатку вдоль оси ро­тора и в сумме с равнодействующей силой Р дает результирую­щее усилие Р рез . Направление результирующей силы не совпадает с направлением движения лопатки, и поэтому у реактивных тур­бин всегда имеется значительное осевое давление на ротор, кото­рое необходимо уравновешивать различными разгрузочными устройствами.

Самодельная паровая турбина своими руками: принцип работы, устройство, кпд, схема

Header>Паровая турбина. Первые упоминания о паровых двигателях относятся к началу первого века до нашей эры. Относительно простой принцип действия сделал этот паровой двигатель основным для человечества на сотни лет. Попробуем изготовить простейшую модель паровой турбины своими руками.

  • Консервная банка. Я взял маленькую от томатной пасты.
  • Жестяные крышки от банок большего диаметра.
  • Жестяная полоска. Ее можно вырезать из боковины банки.
  • Заклепки диаметром 3мм и длинной 7 и 14мм.
  • Винт с гайкой М5.
  • Алюминиевая проволока.
  • Свечка. В место свечи лучше использовать таблетку сухого горючего или спиртовку.
Читать еще:  Автоматы защиты двигателей как подобрать

Варианты подставки могут быть любыми. Самое простое — выгнуть из алюминиевой проволоки.

Турбина готова к запуску. Заливать воду будет гораздо проще, воспользовавшись полиэтиленовым флаконом из под капель от насморка. Не стоит наливать воды больше половины объема нашего котла. В качестве уплотнительной шайбы идеально использовать шайбу, вырезанную из свинцовой оболочки кабеля. Можно использовать кожаную. Если нет ни того ни другого, достаточно взять стандартную и облудить.

Теперь осталось развести огонь и дождаться закипания воды. Пар будет под давлением вырываться из форсунки и крутить турбину.

Вид работающей турбины завораживает. Теперь появилось желание изготовить цивильный настольный вариант. Что-нибудь в стиле стим-панк.

Процесс изготовления и работа паровой турбины на видео.

Паровая турбина вместо паровой машины

Часто звучит мнение — а зачем нам паровую машину изобретать? Давайте сразу паровую турбину!

Там деталей всего — колесо с лопатками и клапан выхода пара — регулировать мощность можно элементарно.

Нет ни поршней (для которых точность изготовления — это КПД), нет ни шатунов из которых смазка летит и которые всю машину разбалансируют, и которые в первую очередь разрушаются, если машина пойдет в разнос.

Не нужно также сложного устройства ограничения скорости оборотов, с маятниками и клапанами. Нужно просто прийти к Уатту и открыть ему глаза, ибо «а пацаны-то и не знают».

Хочу вас разочаровать. Пацаны знали.

Во-первых, не следует думать, что в те времена машины строили на ощупь. Уже все рассчитывалось до винтика. Для интересующихся есть подборка книг на английском языке, самые старые книги — 1805 год.

Как для попаданца в средневековье, то взятая оттуда «Cyclopedia of Engineering» 1910 года (в шести томах) была бы просто спасением, сейчас на эти темы так книги не пишут.

Нас интересует второй том, где речь идет про паровые турбины.

Во-вторых, почему-то мы сейчас решили, что во времена, когда внедряли паровую машину, никто не знал о турбине. Знали. И знал сам Джеймс Уатт.

И даже более того — его про турбину спрашивали: а не угрожает ли турбина изобретенной им паровой машине? На что он ответил: «О какой конкуренции может идти речь, если без помощи Бога нельзя заставить рабочие части двигаться со скоростью 1000 футов в секунду?»

Попытаюсь объяснить, почему он так ответил. Но сначала — о том, чего он не знал (и что знаем мы). Мы знаем сопло Лаваля. Это всего лишь форма сопла, из которого выходит пар, что крутит лопатки турбины.

У него есть одна особенность — пар выходит с очень большой скоростью, быстрее скорости звука.

Для сопла турбины — чем выше скорость, тем больше из потенциальной энергии давления переходит в кинетическую энергию, которая нам и нужна.

Но для того, чтобы кинетическая энергия движущегося пара эффективно передалась лопатке турбины, та должна двигаться со скоростью, равной половине скорости пара. Лопатка у нас — часть колеса и нас интересует ее линейная скорость.

Чтобы ее линейная скорость была высокой, а количество оборотов низким — нужно строить турбинное колесо большого диаметра. Так и было — диаметр в 3 метра был нормальным решением.

Подробно о назначении


Паровой агрегат в городе Детройт

Данный электрогенератор используется в областях, где есть возможность преобразовывать избыточное количество образующегося пара в электрическую энергию. В частности, системы такого рода широко применяются в котельных установках. В совокупности с турбиной и отопительных котлом генератор представляет собой некое подобие мини-ТЭС.

Техника такого рода позволяет удешевить процесс получения электроэнергии, благодаря чему она используется в качестве одного из основных узлов на электростанциях.

Зная принцип, на основании которого функционирует паровой генератор, можно попытаться реализовать его собственными силами, используя электрогенератор и бойлер для подогрева воды.

Паровая турбина — как сделать своими руками. Жми!

Именно такое оборудование работает на ТЭЦ и электростанциях. Правда, для некоторых мастеровых людей не составляет особой трудности сделать их аналоги скромных размеров в домашних условиях.

Принцип функционирования


Схема работы паровой турбины. (Для увеличения нажмите)

  • Дело в том, что паровая турбина по большому счету это часть специального механизма, основная задача которого преобразование энергии пара в электрическую или тепловую.
  • Технологически весь процесс выглядит следующим образом:
  1. При сжигании различных видов топлива в топке вода превращается в пар.
  2. При дальнейшем перегреве пара до 435 ºС и давлении 3.43 МПа пар по трубам передается на турбину, где при помощи особых частей происходит его равномерное распределение по соплам.
  3. С сопел пар подается на специальные лопатки изогнутой формы, что крепятся на валу, из-за этого они вращаются, в результате чего кинетическая энергия трансформируется в механическую.
  4. Вал генератора является «электродвигателем» наоборот и вращается при помощи ротора турбины, и это позволяет вырабатывать электричество.
  5. Далее пар в конденсаторе при контакте с холодной водой опять превращается в воду, которую насосы снова закачивают на разогрев.

Для этих целей будет использоваться обычная консервная банка, проволока из алюминия, кусочек жести, и крепежные материалы.

Перечисленные материалы позволят сделать задуманное дома, не применяя для этих целей специальное оборудование и инструмент. Данная турбина будет наглядно демонстрировать превращение энергии пара в электричество.

Процесс изготовления

После этого крепится полоска на другое отверстие, крыльчатка закрепляется лопастями напротив трубки.

Сооружение крепят на проволочную подставку, берут шприц с водой и ее заполняют, а снизу зажигают сухое топливо. Из трубки будет вырываться струя пара, что приведет в движение импровизированный ротор.

Правда, мощности такой турбины ни на что не хватит, поскольку кпд ее очень низкий. Она может рассматриваться только в качестве макета для того, чтобы понять принцип работы оборудования.

Самодельная паровая турбина своими руками


Паровая турбина. Первые упоминания о паровых двигателях относятся к началу первого века до нашей эры. Относительно простой принцип действия сделал этот паровой двигатель основным для человечества на сотни лет. Попробуем изготовить простейшую модель паровой турбины своими руками.

Нам понадобится:

-Консервная банка. Я взял маленькую от томатной пасты. -Жестяные крышки от банок большего диаметра. -Жестяная полоска. Ее можно вырезать из боковины банки. -Заклепки диаметром 3мм и длинной 7 и 14мм. -Винт с гайкой М5. -Алюминиевая проволока. -Свечка. В место свечи лучше использовать таблетку сухого горючего или спиртовку.

Из крышек вырезаем два кружочка. Один подгоняем под размер банки, которая будет паровым котлом. Второй будет турбиной. Его размер выбираем на свое усмотрение, в зависимости от размера всей конструкции. Длинную заклепку, которая будет форсункой с одной стороны обстучать молотком и уменьшить диаметр до 0.6-0.7мм.

Делаем в крышке две дырки: под форсунку и под заливное отверстие. Заливное отверстие располагаем чуть с боку, чтобы турбина не мешала завернуть винт.

Читать еще:  Что такое оборотистость двигателя

Припаиваем к крышке гайку и форсунку из заклепки. Эти заклепки делают из алюминия, по этому придется использовать либо универсальную паяльную жидкость, либо специальный флюс для пайки алюминия. Я использовал Ф59А.

Припаиваем крышку к банке. Надо заметить, что почти все современные консервные банки изготавливаются с дополнительным полимерным покрытием, по этому все детали перед пайкой необходимо зачистить шкуркой.

Изготавливаем турбину. Для этого делим кружок из жести сперва на 4 части, потом каждую четвертинку на 2 части, и наконец каждую дольку на пополам. Надрезаем дольки примерно до середины радиуса. Загибаем лопатки турбины плоскогубцами. В центр припаиваем головку заклепки.

Держатель турбины выгибаем из жестяной полоски в виде буквы П. Ширина подбирается чуть больше длины двух заклепок.

Впаиваем турбину в держатель так, чтобы она свободно вращалась. В качестве оси берем обрезанный центральный стержень заклепки.

Припаиваем держатель с турбиной к крышке над форсункой. Обязательно проверяем чтобы она не за что не цеплялась.

Варианты подставки могут быть любыми. Самое простое — выгнуть из алюминиевой проволоки.

Турбина готова к запуску. Заливать воду будет гораздо проще, воспользовавшись полиэтиленовым флаконом из под капель от насморка. Не стоит наливать воды больше половины объема нашего котла. В качестве уплотнительной шайбы идеально использовать шайбу, вырезанную из свинцовой оболочки кабеля. Можно использовать кожаную. Если нет ни того ни другого, достаточно взять стандартную и облудить.

Теперь осталось развести огонь и дождаться закипания воды. Пар будет под давлением вырываться из форсунки и крутить турбину.

Вид работающей турбины завораживает. Теперь появилось желание изготовить цивильный настольный вариант. Что-нибудь в стиле стим-панк.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

В чем же особенности данного оборудования

ПГЭ – это оборудование автономного типа, способное преобразовывать энергию любого вида (механическая, тепловая и др.) до электрической.

Отличительной особенностью такого оборудования является простота его конструкции и принцип работы. Такой генератор электричества, независимо от его видов состоит из мотора, установленного на раме конструкции, который сжигает топливо и генератора. Через механическую передачу вращающийся момент передается от двигателя к генератору.

Немаловажным фактором, влияющим на большую популярность подобных установок, является высокий уровень коэффициента полезного действия, близкого к 98%.

Существует несколько видов установок, классификация которых базируется нескольких основных факторах:

  • Вид топлива. Оборудование имеет возможность работать на нескольких видах топлива. Это может быть мазута, дрова, газ, дизельное топливо и др.
  • Область использования. Такие установки активно используются не только в быту, но и на производственной и перерабатывающей промышленности.
  • Особенности конструкции. Преобразование энергии может происходить через две разные системы: трубы с горячим газом и емкости с водой.

Для того чтобы оборудование выполняло все возложенные на него функции и его эксплуатация в результате была целесообразной, чрезвычайно важно правильно выбрать установку. При этом специалисты рекомендуют учитывать такие факторы:

  • Мощность
  • Скорость, с которой вращается генератор
  • Разновидность тока
  • Показатель давления образованного пара на турбину

С учетом всех показателей, паровая установка обеспечит помещение необходимым количеством недорогой электрической энергии.

Применение паровой турбины

Налив в чайник воды и поставив его на включенный газ, можно убедиться, что при закипании энергии выходящего из трубки пара достаточно, чтобы на выходе электродвигателя появилась ЭДС. Для этого к нему стоит подключить светодиодный фонарик. Помимо питания для электрических лампочек, возможно и другое применение паровой турбины, например, для зарядки аккумулятора сотового телефона.

В условиях квартиры или частного дома подобная мини-электростанция может показаться простой игрушкой. А вот оказавшись в походе и взяв с собой турбированный чайник с электрогенератором, вы сможете оценить по достоинству его функциональность. Возможно, в процессе вам удастся найти еще какое-нибудь назначение турбины. Больше информации об изготовлении походного генератора из чайника можно узнать, посмотрев видео:

Назначение паровой турбины( турбомашины) и ее особенности как теплового двигателя. Принцип действия пт

Турбина ( турбомашина) представляет собой тепловой двигатель, в котором потенциальная энергия рабочего тела преобразуется в механическую работу(энергию) вращения ротора. Это вращение осуществляется непрерывно в процессе преобразования энергии и может непосредственно передаваться к движителю( например, генератору или винту).

В качестве рабочего тела может использоваться вода( гидротурбина), водяной пар в различных термодинамических состояниях ( паровая турбина) или газ (газовая турбина). Гидротурбины не являются тепловыми двигателями и в нашем курсе не рассматриваются По принципу преобразования энергии рабочего тела турбина существенно отличается от других тепловых двигателей, таких, как паровая машина или двигатель внутреннего сгорания (ДВС). В поршневых двигателях энергия рабочего тела (пара или газа) непосредственно преобразуется в механическую работу движущегося поршня за счет статического давления. Посредством кривошипно-шатунного механизма возвратно-поступательное движение поршневой группы преобразуется во вращательное движение вала двигателя.

Втурбине (рис.1.) потенциальная энергия рабочего тела вначале преобразуется в кинетическую энергию – в результате расширения пара скорость его течения увеличивается и достигает большой величины. Этот процесс происходит в каналах неподвижных сопел 4. Движущийся с большой скоростью поток пара поступает на рабочие лопатки турбины 3, закрепленные по окружности диска 2, посаженного на вал 1. При обтекании рабочих лопаток со стороны пара действуют аэродинамические силы, которые заставляют вал турбины вращаться. Аэродинамические силы возникают в результате плавного обтекания паром лопаток (также как при обтекании воздухом крыла самолета): с обеих сторон поверхности лопатки образуется разное давление, с вогнутой стороны давление всегда выше, чем с выпуклой, вследствие этого возникает сила, действующая на лопатку с вогнутой стороны и заставляющая лопатки перемещаться, а, следовательно, совершать работу. Таким образом, в каналах между рабочими лопатками происходит второе превращение энергии — кинетическая энергия пара непосредственно преобразуется в механическую работу вращения ротора турбины. Присоединяя к валу ротора 1 тот или иной исполнительный орган (гребной винт, генератор электрической энергии, насос и др.), можно полезно расходовать полученную мощность.

Совокупность соплового или направляющего аппарата и венца рабочих лопаток называется турбинной ступенью (ТС). Принципиальная конструктивная схема простейшей паровой турбины, состоящей из одной турбинной ступени, представлена на рис.2, где 4 – сопло; 5 – корпус; 3 – рабочие лопатки; 2 – диск ротора; 1 – вал; 6 – выхлопной патрубок.

Рис. 3. Принципиальная схема активной и реактивной турбинных ступеней

Процесс преобразования потенциальной энергии в механическую работу может происходить различным образом, в зависимости от типа турбинной ступени.

Турбинные ступени, у которых расширение пара (преобразование потенциальной энергии в кинетическую энергию) происходит только в неподвижных соплах (направляющем аппарате) до поступления его на рабочие лопатки, называются активными.

Турбинные ступени, у которых расширение пара совершается не только до вступления его на рабочие (подвижные) лопатки, но и во время прохождения между ними, называются турбинными ступенями со степенью реакции. Если изменение теплосодержания пара при течении его в неподвижных и подвижных каналах турбинных лопаток одинаково, турбинную ступень принято называть реактивной.

Конструкция активных и реактивных ступеней отличны друг от друга. Принципиальные схемы активной (а) и реактивной (б) турбинных ступеней показаны на рис.3. У активных турбинных ступеней направляющий аппарат (сопловый) расположен в диафрагмах, закрепленных в корпусе турбины, рабочие лопатки крепятся к диску, жестко насажанному или откованному за одно с валом. Для придания большей жесткости рабочие лопатки между собой крепятся с помощью бандажа в пакеты по 7÷12 лопаток.

Читать еще:  Шевроле лачетти обороты двигателя повышаются

У реактивной турбинной ступени направляющий аппарат крепится непосредственно к корпусу, рабочие лопатки крепятся на роторе барабанного типа. Обычно рабочие лопатки реактивных ступеней соединены между собой в пакеты с помощью связывающей проволоки или демпфирующей (связующей) проволоки.

Таким образом, активные и реактивные ступени имеют свои конструктивные особенности:

в активных ступенях ротор дискового типа;

в реактивных ступенях ротор выполняется в виде барабана;

в активной ступени направляющий аппарат выполняется в виде сопел, размещенных в диафрагмах;

в реактивной ступени направляющий аппарат выполнен в виде направляющих лопаток, закрепленных на корпусе турбины.

Корабельные паровые турбины в большинстве случаев выполняются многоступенчатыми. Проточная часть турбины состоит из последовательно расположенных друг за другом ступеней. В зависимости от типа используемых ступеней различают:

активно-реактивные (комбинированные) турбины.

Отметим существенные достоинства и некоторые недостатки паровых турбин в сравнении с поршневыми двигателями.

Отличительным свойством турбины является ее быстроходность. Это свойство турбины обусловлено непрерывностью рабочего процесса. Непрерывность рабочего процесса обуславливает для различных частей турбины постоянство давлений, температуры и напряжений. Это позволяет использовать рабочее тело с высокими параметрами, а для рабочих органов — высокие скорости, что повышает экономичность и уменьшает вес и габариты турбины.

Паровая турбина отличается простотой конструкции. Все движущиеся части турбины совершают только вращательное движение, узлы турбины просты и надежны в эксплуатации. Вращающиеся части турбины всегда полностью закрыты, что делает ее безопасной для обслуживания.

Важной отличительной особенностью турбины является ее сравнительно большая мощность, сосредоточенная в одном агрегате. Эта особенность объясняется возможностью достижения высоких скоростей рабочего тела в турбине, а, следовательно, больших расходов пара через турбину. А мощность двигателя прямо пропорциональна величине расхода рабочего тела. Если у корабельных ДВС современной конструкции предельно допустимая мощность одного агрегата 18500 квт, то у судовыхтурбин — 80000 квт.

Паровая турбина является пока единственным двигателем, используемым в корабельных ядерных энергетических установках.

К недостаткам паровых турбин можно отнести:

ухудшение экономичности на переменных режимах работы;

нереверсивность, и, как следствие, необходимость в установке специальной турбины для обеспечения реверса;

необходимость включения в состав турбозубчатых агрегатов (ТЗА) специальной передачи для понижения частоты вращения ротора от турбины к исполнительному механизму (гребной винт, электрический генератор и т.п.). Передача же, особенно зубчатая, является источником звуковой вибрации и шума.

Несмотря на указанные недостатки, роль паровых турбин, как в стационарной, так и корабельной энергетике, велика.

Паровые и газовые турбины: назначение, принцип действия, конструкции, технические характеристики, особенности эксплуатации.

Турбиной называется двигатель, в лопаточном аппарате которого потенциальная энергия сжимаемой жидкости превращается в кинетическую энергию, а последняя в рабочих колесах – в механическую работу, передаваемую непрерывно вращающемуся валу.

Паровые турбины по своей конструкции представляют тепловой двигатель, который постоянно находится в работе. В период эксплуатации перегретый или насыщенный пар воды, который поступает в проточную часть, и благодаря своему расширению принуждает вращаться ротор. Вращение происходит в результате воздействия на лопаточный аппарат потока пара.

Турбина паровая входит в состав паротурбинной конструкции, которая предназначена для вырабатывания энергии. Также существуют установки, способные кроме электроэнергии вырабатывать тепловую энергию – пар, прошедший через лопатки пар, поступает на нагреватели сетевой воды. Подобный вид турбин именуется промышленно-теплофикационным или теплофикационным типом турбин. В первом случае, в турбине отбор пара предусмотрен для промышленных целей. В комплекте с генератором паровая турбина представляет турбоагрегат.

Типы паровых турбин

Турбины делятся, в зависимости от того, в каком направлении движется пар, на радиальные и аксиальные турбины. Паровой поток в радиальных турбинах направлен перпендикулярно оси. Паровые турбины могут быть одно-, двух- и трехкорпусные. Паровая турбина снабжена разнообразными техническими устройствами, которые предупреждают попадание внутрь корпуса окружающего воздуха. Это разнообразные уплотнители, на которые подается водяной пар в небольшом количестве.

На переднем участке вала размещается регулятор безопасности, предназначенный для отключения паровой подачи при увеличении частоты вращения турбины.

Характеристика основных параметров номинальных значений

· Номинальная мощность турбины — наибольшая мощность, которую турбина должна длительно развивать на зажимах электрогенератора, при нормальных величинах основных параметров или при изменении их в пределах, оговоренных отраслевыми и государственными стандартами. Турбина с регулируемым отбором пара может развивать мощность выше номинальной, если это соответствует условиям прочности её деталей.

· Экономическая мощность турбины — мощность, при которой турбина работает с наибольшей экономичностью. В зависимости от параметров свежего пара и назначения турбины номинальная мощность может быть равна экономической или более её на 10-25 %.

· Номинальная температура регенеративного подогрева питательной воды — температура питательной воды за последним по ходу воды подогревателем.

· Номинальная температура охлаждающей воды — температура охлаждающей воды при входе в конденсатор.

Газовая турбина (фр. turbine от лат. turbo вихрь, вращение) — это тепловой двигатель непрерывного действия, в лопаточном аппарате которого энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу. Состоит из ротора (рабочие лопатки, закреплённые на дисках) и статора (направляющие лопатки, закреплённые в корпусе).

Газ, имеющий высокую температуру и давление, поступает через сопловой аппарат турбины в область низкого давления за сопловой частью, попутно расширяется и ускоряется. Далее, поток газа попадает на рабочие лопатки турбины, отдавая им часть своей кинетической энергии и сообщая лопаткам крутящий момент. Рабочие лопатки передают крутящий момент через диски турбины на вал. Полезные свойства газовой турбины: газовая турбина, например, приводит во вращение находящийся с ней на одном валу генератор, что и является полезной работой газовой турбины.

Газовые турбины используются в составе газотурбинных двигателей (применяются для транспорта) и газотурбинных установок (применяются на ТЭЦ в составе стационарных ГТУ, ПГУ). Газовые турбины описываются термодинамическим циклом Брайтона, в котором сначала происходит адиабатическое сжатие воздуха, затем сжигание при постоянном давлении, а после этого осуществляется адиабатическое расширение обратно до стартового давления.

Типы газовых турбин

— Авиационные и реактивные двигатели

— Вспомогательная силовая установка

— Промышленные газовые турбины для производства электричества

— Турбовальные двигатели

— Радиальные газовые турбины

— Микротурбины

Механически газовые турбины могут быть значительно проще, чем поршневые двигатели внутреннего сгорания. Простые турбины могут иметь одну движущуюся часть: вал / компрессор / турбина / альтернативный ротор в сборе (см. изображение выше), не учитывая топливную систему.

Более сложные турбины (те, которые используются в современных реактивных двигателях), могут иметь несколько валов (катушек), сотни турбинных лопаток, движущихся статорных лезвий, а также обширную систему сложных трубопроводов, камер сгорания и теплообменников.

Как правило, чем меньше двигатель, тем выше должна быть частота вращения вала(ов), необходимая для поддержания максимальной линейной скорости лопаток. Максимальная скорость турбинных лопаток определяет максимальное давление, которое может быть достигнуто, что приводит к получению максимальной мощности, независимо от размера двигателя. Реактивный двигатель вращается с частотой около 10000 об/мин и микро-турбина — с частотой около 100000 об/мин.

Дата добавления: 2018-05-02 ; просмотров: 6844 ; Мы поможем в написании вашей работы!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector