Đang tải...

Tài liệu cơ khí Nguyên lý hoạt động tuabin hơi

Thảo luận trong 'Cơ khí chế tạo' bắt đầu bởi khoadongluc, 10/12/09.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. khoadongluc
    Offline

    Nothing Is Impossible
    Thành viên BQT
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    17/3/09
    Số km:
    22,748
    Được đổ xăng:
    7,027
    Mã lực:
    2,289
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    31,489 lít xăng
    #1 khoadongluc, 10/12/09
    Last edited by a moderator: 15/8/14
    upload_2014-8-15_9-11-24.png

    Biểu đồ phác họa cho thấy sự khác biệt giữa một tuabin xung lực và tua bin phản lực





    a. Nguyên lý tác dụng của dòng hơi và đặc tính tầng của tuabin xung kích.

    Cho một dòng hơi có động năng lớn thổi vào một bản phẳng dòng hơi tác dụng lên bản phẳng với ba dạng : đẩy vật dịch chuyển theo phương chiều tác dụng của dòng hơi – ma sát sinh nhiệt tại chỗ của (dòng hơi) hạt hơi và bản phẳng bắn hạt hơi bật trở lại theo mọi phương (Hình 1).

    upload_2014-8-15_9-12-7.png
    Hình 1 : Tác dụng xung kích biến đổi động năng thành cơ năng.

    Trong ba dạng đó tác dụng đẩy phẳng là tác dụng xung kích của dòng hơi biến động năng của dòng hơi thành công cơ học. Nếu bản phẳng được gắn bánh xe thì nó sẽ chuyển động ta được công có ích tác dụng có ích của dòng hơi tăng lên nếu hai dạng tổn thất năng lượng kia giảm đi.
    Nếu ta thay đổi hình dạng bản phẳng thành mặt cong hợp lý và vị trí thổi của dòng hơi thích hợp ta sẽ giảm được hai dạng tổn thất đó và tác dụng của dòng hơi tăng lên.
    Để giải thích tác dụng của dòng hơi lên cánh ta khảo sát dòng chảy trong cánh bán nguyệt (Hình 2).

    upload_2014-8-15_9-12-41.png

    Hình 2: Nguyên lý tác dụng xung lực của hạt hơi có khối lượng chuyển động lên cánh.


    Khi dòng chảy dọc theo bề mặt cánh các hạt hơi ở a,b,c hay bất kỳ điểm nào trên cánh đều xuất hiện lực ly tâm P tác dụng lên cánh. Lực này được phân tích thành hai lực thành phần : Pa hướng vuông góc với phương dòng chảy và Pu hướng trùng với hướng dòng chảy. Các thành phần Pa đối xứng nhau sẽ triệt tiêu nhau không ảnh hưởng đến sự chuyển động của cánh. Các thành phần Pu tổng hợp thành lực làm dịch chuyển cánh theo phương tác dụng thực hiện công cơ học . Động năng của dòng hơi càng lớn và cánh càng cong thì tác dụng xung kích của dòng hơi càng lớn. Trên thực tế các Prophin của các cánh tuabin không phải hình bán nguyệt phương của dòng hơi không trùng với phương chuyển động của bánh công tác. Tuy có sự khác nhau như vậy song nguyên tắc tác dụng của dòng hơi trên cánh không thay đổi.
    Để tạo ra động năng cho dòng hơi phía trước dãy cánh được bố trí bộ phận phun hơi gọi là ống phun. Trong ống phun dòng hơi có thế năng ban đầu giãn nở áp suất giảm, tốc độ lưu động tăng. Thế năng của dòng hơi được biến đổi thành động năng khi ra khỏi ống phun được thổi vào (dãy cánh) rãnh cánh. Các cánh được gắn trên đĩa gọi là bánh động, đĩa này được gắn trên trục máy. Toàn bộ khối chi tiết được gắn với nhau được gọi là rô to. Khi lưu động dòng hơi từ cửa vào của ống phun đến mép ra của rãnh cánh dòng hơi đã được thực hiện một dòng hơi hoàn chỉnh. Một cụm bao gồm ống phun và vành cánh như vậy là một tầng xung kích của tuabin (Hình 3).

    upload_2014-8-15_9-13-14.png


    Hình 3 : Sơ đồ tầng xung kích

    Biểu diễn sơ đồ của một tầng xung kích. Phía trên là đồ thị thay đổi áp suất và vận tốc tuyệt đối của dòng hơi đi qua tầng. Ở cửa vào của ống phun 1 hơi có áp suất là Po tốc độ chảy là Co. Trong ống phun nó giãn nở áp suất giảm đến P1 còn tốc độ chảy tăng đến C1. Khi chảy vào rãnh cánh dòng hơi biến đổi động năng thành cơ năng làm quay rô to quá trình này áp suất không đổi P2 = P1 còn tốc độ giảm xuống C2. Dòng hơi ra khỏi rãnh cánh còn động năng nhỏ ứng với tốc độ C2.
    Trong tầng xung kích như trên hơi chỉ giãn nở trong ống phun, trên các cánh rãnh hơi không giãn nở do đó hình rãnh cánh được làm đối xứng. Khe hở mép vào rãnh cánh bằng khe hở mép ra của rãnh.

    b. Nguyên tắc tác dụng phản kích của dòng hơi và đặc tính tầng phản kích.

    Khác với tầng xung kích, rô to của tầng phản kích quay được không chỉ dựa vào tác dụng xung kích của dòng hơi lên cánh mà còn nhờ tác dụng phản lực của dòng hơi lên cánh. Tác dụng phản lực sinh ra khi hơi giãn nở trên rãnh cánh. Nguyên tắc tác dụng phản kích của dòng hơi trên cánh được biểu diễn trên hình 4

    upload_2014-8-15_9-13-46.png

    Hình 4 : Sơ đồ tầng phản kích

    Khi chảy qua ống phun 1 dòng hơi giãn nở lần thứ nhất áp suất giảm từ P0 xuống P1 ; tốc độ tăng từ C0 đến C1. Các cánh 2 có Prophin đặc biệt sao cho các rãnh cánh cũng có hình dáng gần giống như ống phun. Khi dòng chảy vào cánh sẽ xảy ra sự giãn nở lần thứ hai 2 làm áp suất giảm tiếp từ P1 xuống P2 động năng tăng thêm. Cùng với quá trình giảm lần hai động năng cả hai lần gãn nở được biến đổi thành cơ năng. Sau vành cánh động năng còn lại ứng với tốc độ C2 rất nhỏ. Sự giãn nở của dòng hơi trong các rãnh cánh gây ra gia tốc của dòng trong đó.Gia tốc này tạo nên phản lực tác dụng lên Prophin cánh.

    c. Nguyên lý hoạt động tuabin hơi :

    Từ nguyên lý tác dụng của dòng hơi người ta đã chế tạo nên nhiều dạng tuabin khác nhau và Hình 5 là sơ đồ nguyên lý đơn giản nhất của một tuabin xung kích. Nguyên lý làm việc như sau: sau khi ra khỏi bộ qúa nhiệt của lò hơi, hơi được đưa qua van điều chỉnh vào tuabin. Để biến nhiệt năng của dòng hơi thành động năng, người ta cho dòng hơi đi qua các rãnh có hình dáng đặc biệt, gọi là ống phun. Khi đi qua ống phun , áp suất và nhiệt độ dòng hơi giảm xuống, tốc độ dòng hơi tăng lên đến C1, nhiệt năng biến thành động năng. Ra khỏi ống phun, dòng hơi có động năng lớn đi vào cánh động, khi dòng hơi ngoặt hướng theo các rãnh cong của cánh động, sẽ sinh ra một lực ly tâm tác dụng lên cánh động, biến động năng của dòng hơi thành công đẩy cánh động quay. Vì cánh động được gắn trên bánh động và bánh động được gắn trên trục tuabin, tức là bánh động và trục tuabin cùng quay. Hơi ra khỏi cánh động sẽ mất động năng nên tốc độ giảm xuống đến C2 và được dẫn ra theo ống thoát hơi. Hơi này sẽ được đưa tới bình ngưng để biến hơi thành nước sau đó được bơm nước cấp đưa tới lò hơi.




    upload_2014-8-15_9-14-14.png


    Hình 5 : Sơ đồ nguyên lý họat động của tuabin hơi

    SCCK.TK
     

Chia sẻ trang này