ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Характеристики турбин и турбобуров из "Гидромашины и компрессоры" Под характеристикой турбины турбобура понимается взаимосвязь между основными техническими показателями. Обычно она представлена графически кривыми зависимости момента М, перепада давления Др . мощности и к. п. д. л от частоты вращения вала п при постоянном значении расхода Q жидкости с определенными свойствами (плотность, вязкость и др.) (рис. 6.1). [c.69] Кривые п — М и п — Дрт, строят по результатам стендового испытания нескольких ступеней турбины при постоянном расходе воды для полного числа ступеней, составляющих турбину турбобура, и для данной плотности жидкости. При этом исходят из того, что М и Дрт пропорциональны числу ступеней и плотности жидкости, а влиянием вязко-пластичных свойств промывочной жидкости на характеристику турбины пренебрегают. [c.69] Если изменить шкалу по оси ординат, то линия перепада давления может служить также для определения гидравлической мощности, так как = Ap Q, а Q — постоянная. [c.70] Из плана скоростей холостого режима (см. рпс. 5.2, справа внизу) видно, что коэффициент циркуляции а = — б)/ б откуда б = тах/(1 + )- Следовательно, у ннзкоциркуляционных турбин (ff 1) безударному режиму соответствует точка, расположенная справа, а у высокоциркуляционных (ff 1) — слева от середины графика. Безударный режим нормальной турбины (о = 1) является также экстремальным. [c.70] Для нормальной турбины линия давления почти симметрична относительно середины графика. Некоторая асимметрия вызвана увеличением вихревых потерь в левой части графика по сравнению с потерями в правой части (Ь Ь ). [c.71] Из сравнения характеристик турбин, имеюш,их одинаковую частоту враш,ения П1ах ( . рис. 6.2, б), можно сделать вывод, что нормальная турбина обладает наивысшим к. п. д., поскольку относительные потери для всех ст приняты одинаковыми. Однако в действительности при умеренном уменьшении коэффициента циркуляции до некоторого значения ст 1 вследствие уменьшения кривизны межлопастных каналов потери в венцах снижаются, что и обеспечивает некоторое увеличение к. п. д. [c.72] На характеристику турбины влияют три параметра жидкости плотность р, динамическая вязкость ц и динамическое напряжение сдвига То. [c.72] Как следует из принципов подобия, в иных условиях использовать характеристики можно только для турбин одной и той же серии. Каждая турбина характеризуется лишь одним размером, например, средним диаметром О. Любой размер рабочей полости и ее конструктивных элементов пропорционален О, причем коэффициент пропорциональности одинаков для всей серии турбин. [c.73] Первое выражение служит для определения п по заданным М, Q, О, р, а второе — для определения Ар. Вследствие равенств N = 2пМп и = АрС в выражениях (6.4) М или п можно заменить величиной М, а вместо Ар или использовать N . [c.73] Согласно П-теореме, каждую из двух зависимостей можно представить в критериальной форме. Число безразмерных комплексов физических величин равно двум (разница между числом физических величин и числом основных единиц измерения этих величин 5 — 7 = 5 — 3 = 2). Комплексы комбинируются из четырех величин каждый ( + 1 = 3). [c.73] Для выбора комплексов служит таблица (рис. 6.3), в которую сведены безразмерные комплексы физических величин как для турбин, так и для динамических насосов. Можно использовать также некоторые степени указанных в таблице комплексов или их обратные величины. Их также можно умножить на любое число. Не все комплексы, указанные в таблице, независимые. [c.73] Если же нужна характеристика турбины при постоянном перепаде давления, то удобны координаты И м, П . (рис. 6.4, б). [c.75] Графики на рис. 6.4, а и 6.4, б по выдаваемой информации равноценны и отличаются между собой только формой. При их построении использованы кривые на рис. 6.2 для предельной турбины (сг = оо). [c.75] Если влияние вязкости жидкости слабое, то признаком действия турбин в одном режиме служит равенство только одного критерия П . Иначе говоря, если у двух турбин одинаковые, то другие комплексы величин, в том числе и к. п. д., также одинаковые. [c.76] Равенства (6.6) называются формулами кинематического подобия. Они позволяют пересчитывать величины, связанные с характеристикой турбины, как при пропорциональном изменении всех ее размеров, т. е. при моделировании, так и при изменении расхода и плотности жидкости без учета вязко-пластичных свойств. [c.76] Для турбобуров пересчет по размерам почти не применяют. Турбины различного диаметра обычно выполняют не подобными друг другу, так как частоты их вращения, а также расход жидкости определяются из технологических требований. Тем не менее в некоторых случаях одна турбина может служить моделью для другой турбины. [c.76] Поскольку вода не обладает пластичностью (Хом = 0), то из последнего выражения следует вывод, что моделировать работу турбины можно только с помощью пластичной жидкости. [c.77] Обычно при испытании турбин условия моделирования вязкопластичных потоков не соблюдаются, и поэтому результаты испытания (водные характеристики) применительно к реальным условиям используют как приближенные. [c.77] каждый из режимов подобных турбин можно охарактеризовать числовыми значениями нескольких критериев. Наибольший интерес представляют те, которые относятся к режиму, в котором достигается наибольший эффект использования турбобура. По-видимому, у разных типов турбин такой режим должен Сыть различным в зависимости от условий бурения. [c.77] Вернуться к основной статье