Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Гідравлічні турбіни та двигуни



Гідравлічні турбіни і водяні колеса відносяться до численного класу гідравлічних машин, які називають гідравлічними двигунами.

Гідравлічна турбіна - це машина, в якій робочий орган отримує енергію від рухомої рідини і перетворює її в механічну енергію обертання вала. Тобто в турбінах проходить зворотній процес тому, що має місце в гідравлічних насосах. Гідротурбіна е основним агрегатом на ГЕС і вона з'єднується з електрогенератором, який перетворює корисну роботу турбіни в електричну енергію. Залежно від особливостей перетворення енергії потоку в механічну роботу турбіни поділяються на активні і реактивні.За конструктивними особливостями турбіни бувають вертикальні і горизонтальні. Активнітурбіни використовують при великих напорах (300...2000 м), а реактивні— при низьких (2...600 м). Принципова схема установки турбіни на ГЕС показана на рис.3.35.

Рис.3.35. Принципова схема установки турбіни на ТЕС,

Вода із верхнього б'ефа (ВБ) через водоприйомник і водонапірний трубопровід підводиться до турбіни, і, відпрацювавши на їх лопатках, уже з нижчою енергією випускається через відсмоктуючу трубу і нижній б'єф (НБ). Різниця відміток між верхнім і нижнім б'єфом називається статичним напором:

(3.31)

Турбіна використовує не весь напір, а лише його долю. В деякому наближенні напір турбіни можна подати у вигляді:

(3.32)

де h - гідравлічні втрати в підводящому водоводі.

Потужність потоку рідини, що поступає на турбіну становить: де Q (rf/c) О-ЗЗ)

Але не вся енергія потоку передається валу і є корисною, оскільки є втрати в самій турбіні, які и-'/'-»-'>ил пппковує к.к.д. турбіни:

(3.34)

де N - корисна потужність на валу турбіни.

До активних турбін відноситься ковшова турбіна Пельтоиа. їх інколи називають ще вільноструминними, тому що статичний напір переходить в кінетичну енергію раніше, чим струмина води матиме контакт з лопатками робочого колеса. З цього витікає, що в таких турбінах перетворюється лише кінетична складова енергії потоку в механічну роботу. Тут робоче колесо знаходиться над водою.

В реактивних турбінах (напірноструминних) потенціальна енергія тиску використовується більше, чим кінетична. В цих турбінах робоче колесо повністю занурене у воду і знаходиться в ній під тиском, а всі його лопасті постійно обтікаються потоком. До реактивних турбін відносяться: осьові, діагональні, радіально-осьові. Можливості застосування турбін різних класів показані на рис. 3.36.

Рис.3.36. Застосування турбін в залежності від напору.

На рис. 3.37 показаний гідроагрегат із низько-напірною турбіною при вертикальній компоновці. Подібні турбіни встановлені на каскаді дніпровських ГЕС (Каховська, Дніпродзержинська. Кременчугська). При дуже низьких напорах (10.,.15 м) встановлюють горизонтальні капсульні агрегати (рис.3.38), які встановлені зокрема на Київській і Канівській ГЕС.

Рис.З.ЗЇ.:*Вєртикальнии Ішроагрегат Із низьконапірною турбіною: 1-робоче ^колесо турбіни, 2-кришка турбіни, 3-вал. 4-гідрогенератор

_____________________________ _.,___

Рис.3.38. Горизонтальний капсульний гідроагрегат: 1-робоче колесо турбіни, 2-стальна капсула, 3-електрогенератор

На рис.3.39 показаний агрегат із високонапірною турбіною. Основним визначальним розміром турбіни є діаметр робочого колеса D . До малих турбін відносяться такі, в яких D. знаходиться в межах 1,5...2,5 м, а у великих досягає - 7,5...10,5 м. Розглянемо схеми будови і принцип дії основних турбін.

Рис.3.39. Агрегат з високонапірною турбіною.

Осьові турбіни або інколи їх називають турбінами Каплана є низьконапірними і використовуються при напорах від 1..3 м до 60...70 м. Ротор турбіни складається із робочого колеса з лопастями 9, вала 1 і обтікача 10 (рис.3.40). До статора 5 приєднана турбінна камера і направляючий апарат 7. Статор складається із двох металевих поясів: верхнього опорного 4 і нижнього 8. Робоче колесо має від 4 до 8 лопастей. Чим більший напір, тим більша кількість лопастей. Лопасті можуть бути закріпленими нерухомо під певним кутом, тоді турбіну називають пропелерною. Але в більшості випадків лопасті роблять поворотними, тобто на ходу залежно від умов роботи кут установки лопастей можна змінювати- Такі турбіни називають поворотно-лопастними,вони мають в порівнянні з попередніми вищі енергетичні показники.

Рис.3.40. Схема осьової турбіни.

Шдвод води до робочого колеса здійснюється по турбінній камері 6 через статор 5 і направляючий апарат 7. Турбінна камера виготовляється із бетону (при високих напорах із сталі) і має трацецевидний поперечний переріз. Направляючий апарат складається із направляючих лопастей (24...32), які утворюють кільцеві решітки. Решітка створює закрутку потоку перед його входом на лопасті робочого колеса і регулює потужність турбіни (рис. 3.41).

З цією метою кожна лопатка може повертатися навколо осі і при

'синхронному повороті всіх лопаток на деякий кут змінюється відкриття

CL від деякого максимального значення (рис.3.41 а) до повного перекриття

потоку (рис.3.4] 6). Відвод води здійснюється по відсмоктуючій трубі 11, виготовленій у вигляді плавна розширюючого бетонного водоводи (прототип конічної насадки із розширенням).

Рис.3.41. Регулювання витрат турбіни направляючим апаратом.

Діагональні турбіни відрізняються від осьових тим, що лопатки робочого колеса встановлені під кутом 45...60° до осі обертання (рис.3.42). В них статор і направляючі такі ж, як і в осьових турбін, а конструкція робочого колеса дещо відрізняється.

Рис.3.42. Схема діагональної турбіни.

Лопатки робочого колеса 5 з цапфами 4 закріплені під кутом в корпусі 2 сферичної форми. У кожній Ііапфі є важіль 6, з'єднаний з тягою і призначений для одночасного повороту всіх лопастей на

однаковий кут. Привод цього механізму здійснюється від серводвигуна. Камера 7 робочого колеса має сферичну1 форму, шо забезпечує малі зазори між стінками камери і лопастями робочого колеса і підвищує к.кд. турбіни. Загальний вигляд робочого колеса діагональної поворотно-лопастної турбіни показаний на рис.3,43.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.