SU450983A1 - Способ определени диаметра капель - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к паротурбиностроению и может быть использовано при исследовании потоков в ступен х, работающих на влажном паре.

В таких ступен х важно знать диаметры капель, срывающихс  с рабочих лопаток, их законы движени , так как именно эти капли привод т к эрозионному износу рабочих лопаток в турбине.

Известный способ измерени  диаметров капель крупнодисперсной влаги за рабочим колесом в турбине с использованием прибора со слоем окиси магни , нанесенным на пластину , щироко примен етс  в тех отрасл х техники, где скорость движени  капель сравнительно небольша , а скоростной напор потока не превышает 100 мм вод. ст. Однако при большой скорости капл , попада  на пластину, дробитс  и значительно измен ет размер отверсти  в слое окиси магни , а это приводит к искажению результатов измерени .

Кроме того, при скоростном напоре потока больше 100 мм. вод. ст. пленка окиси магни  срываетс  потоком, поэтому в высокоскоростных потоках этим способом нельз  измерить диаметр капель.

По предлагаемому способу дл  повышени  точности измер ют направление движени  паровой фазы ап и капель сск на участке, где

разность Да («к - схп) не превышает 0,7 Да в выходном сечении рабочего колеса, а затем наход т диаметр капель по уравнению движени  последних в потоке пара.

На фиг. 1 показаны траектории движени  капель после срыва их с одного радиуса колеса; на фиг. 2 - изменение разности в углах движени  капли и потока пара вдоль оси турбины; на фнг. 3 - по оси абсцисс отложена ошибка в определении диаметра капель До , а по оси ординат - отношение разности

углов Да,- движени  капли ак и пара ап к этой же ве.тичине на выходе из рабочего колеса .

На фиг. 1 прин ты следующие обозначени : 1 - траектори  пара, 2 - траектори  капель диаметром мкм, 3 - траектори  капель диаметром мкм, 4 - траектори  капель

диаметром мкм, 5 - траектори  капель диаметром 10 мкм, 6 - траектори  капель диаметром мкм, 7 - траектори  капель диаметром мкм, 8 - траектори  капель диаметром мкм, ось Z направлена по оси турбины, оси U - по вращению рабочего колеса.

Эти данные получены на следующем режиме работы ступени: ,18 бар, ,35 бар, ,05, ,10. Окружна  скорость в

месте срыва капель м/сек.

На фиг. 2 прин ты следующие обозначени : 9 - траектори  капель диаметром d 5 мкм, 10 - траектори  капель диаметром мкм, 11 - траектори  капель диаметром мкм, 12 - траектори  капель диаметром мкм, 13 - траектори  капель диаметром мкм, 14 - траектори  капель диаметром мкм, 15 - траектори  капель диаметром мкм.

По предлагаемому способу измер ют газодинамические параметры потока н направление движени  капель в такой зоне участка рассогласовани , котора  с максимальной возможной точностью позвол ет определить диаметр капель.

Да;

Эта зона определ етс  отношением

Д«:1ач

и составл ет не более 0,7, где Да,-  вл етс  разностью между направлением движени  капли и пара в измер емом сечении, а Асснач - эта же разность при выходе потока из рабочих лопаток. При этом направление движени  капель можно определ ть по отпечаткам капель на инородном теле, например покрытом краской шаре, помеш,енном в поток на пути движени  капель.

Точность в определении диаметра капель оказываетс  различной, если использовать необходимые дл  этого способа данные на участке рассогласовани , вз тые на разных рассто ни х от выходных кромок.

Предлагаемый способ уточн ет место измерени  газодинамических параметров потока и направлени  движени  капель, позвол юш,ее определить диаметр капель с максимально возможной точностью.

Изменени  направлени  движени  каплн на участке рассогласовани  происходит неравномерно (см. фиг. 1).

Из фиг. 1 и 2 видно, что изменение направлени  движени  капли сравнительно мало в начальной зоне, котора  располагаетс  непосредственно за выходными кромками, затем оно резко увеличиваетс .

Как показали экспериментальные исследовани  по определению направлени  движени  капель за рабочим колесом турбины с помощью шаровой гребенки, точность измерени  направлени  движени  капель этим способом обеспечиваетс ±5°.

В этом случае погрешность в измерении диаметра капель определ етс  зависимостью (см. фиг. 3), полученной на основании обобщени  данных по направлению движени  капель н потока пара. Пз фиг. 3 следует, что на начальном участке ошибка в определении диаметра капли может превышать 100%, а затем она резко уменьшаетс  и при Да 0,7

Доснач достигает только 30%. В дальнейшем она мало мен етс .

При исследовани х потока влажного пара в турбинных ступен х дл  измерени  диаметра капель точность 70% обычно оказываетс  достаточной. Поэтому дл  обеспечени  точности определени  диаметра капли не менее 70% измерение параметров потока пара и паправление движени  капли производ т в

такой зоне участка рассогласовани , где разность между направлени ми движени  пара и капли составл ет не более 0,7 от значени  при выходе из рабочих лопаток.

Предмет изобретени 

Способ определени  диаметра капель в потоке пара, преимущественно на выходе из рабочих лопаток паровой турбины, включающий измерени  газодинамических параметров потока, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, измер ют направление движени  паровой фазы ап и капель «к на

участке, где разность Да («к - «п) не превышает 0,7 Да в выходном сечении рабочего колеса, а затем наход т диаметр капель по уравнению движени  последних в потоке пара.