Energijos transformavimo mašinos - pasiruošimas egzaminui

1.Srauto dinamika 2.Menčių išdėstymas turb-ose.Jų sudėtinės dalys. 3.Torbomašinų termodinamika. 6.Turbomašinų darbiniai kūnai. 7.Turbomašinų menčių grotelės. 8.Turbomašinų pakopos. 9.Vandens energijos naudojimo principai. 10.Aktyvinės hidroturbinos. 11.Reaktyvinės hidroturbinos. 12.Garo turbinų veikimo principas ir jų klasifikacija. 13.Elektrinių turbinos. 14.Pramoninės turbinos 15.Dujų turbinų darbo principai ir ciklas. 16.Regeneratyvinės ir laipsniško suspausdinimo bei deginimo dujų turbinos: 17. Sudėtingos ir uždaros dujų turbinos 18. Dujų turbinų tipai ir konstrukcija 19. Dujų turbinų detalės, jų patvarumo užtikrinimas, aušinimas 20. Dujų turbinų deginimo kameros, šilumos mainu aparatūra. 21.Stūmoklinių kompresorių veikimo principas.Pagrindiniai jų parametrai 22.Indikatorinė stūmoklinio kompresoriaus diagrama. Daugiapakopiai stūmokliniai kompresoriai 23.Membraniniai kompresoriai. 24.Stūmokliniai kompresoriai su labirintiniu sandarinimu 25.Kompresoriai su svyruojančiu rotoriumi. 26.Dviejų rotorių(Rutso)kompresoriai. 27.Rotaciniai plokšteliniai kompresoriai. 28.Skystiniai ziediniai kompresoriai 29.Sraigtiniai kompresoriai. 30.Ventiliatoriai ir ašiniai turbokompresoriai 31.Radialiniai (išcentriniai) turbokompresoriai. 32.Kompresorių įrenginiai 33. Fizikiniai žemų temperatūrų sukūrimo pagrindai 34.Termodinaminiai procesai ir atvirkštinis ciklas. 35.Vienos pakopos šaldymo mašina.Daugiapakopės mašinos. 36.Šaldymo agentai ir šalčio nešikliai 37.Šaldymo mašinų kondensatoriai 38.Šaldymo mašinų garintuvai ir šaldymo prietaisai 39.Absorbcinės šaldymo mašinos 40.Dujinės šaldymo mašinos ir sūkuriniai vamzdžiai. 41.Termoelektriniai šaldymo įrenginiai 1. Srauto dinamika Turbomašinos – tai bendras įvairių mašinų pavadinimas. Joms visoms būdinga tai, kad pro jas praeina dujų ar skysčių srautas. Vienu atveju srautas mašinoje veikia į besisukančią jos dalį – rotorių. Taip sukuriamas sukimo momentas, o kartu ir mechaninė energija, Kitu atveju besisukantis rotorius suteikia energiją praeinančioms dujoms ar skysčiui. Medžiaga (dujos, garas ar skystis), sukurianti pratekantį srautą, vadinama darbiniu kūnu. Greta pastarojo dar naudojamas ir tarptautinis terminas “fluidas”. Pratekėdamas darbinis kūnas sudaro srautą, kuris, sąveikaudamas su rotoriumi, keičiasi. Išvesta plokštuma išilgai rotoriaus ašies vadinama meridianine. Vienas iš pagrindinių srauto parametrų – vektorinis dydis – greitis. Jo dedamoji meridianinėje plokštumoje gali būti lygiagreti rotoriaus ašiai, statmena jai ir nukreipta nuo arba link ašies ir sudaryti su ašimi tam tikrą kampą. Atsižvelgiant į tai, skiriamos ašinės, radialinės ir diagonalinės turbomašinos Pratekančio srauto kryptys: a – ašinė, b – radialinė, c – diagonalinė Energijai perduoti būtina užtikrinti srauto ir mašinos judančios dalies – rotoriaus sąveiką. Tam tikslui prie rotoriaus pritvirtinamos specialios detalės – mentys. Darbo kūnas, aptekėdamas mentis, spaudžia jų puses nevienoda jėga. To priežastis – nevienodas srauto greitis skirtingose mentės pusėse. Įgaubtoje jos pusėje greitis yra mažesnis nei prie išgaubtos pusės (nugarėlės). Srauto ir menčių sąveika: a – bendras vaizdas, b – jėgų ir judesio išklotinė Slėgių jėgų atstojamųjų normalinės dedamosios sudaro didžiausią menčių paviršiaus apkrovos dalį. Kitą dalį sudarys tangentinės dedamosios. Jos stabdo srautą ir yra pagrindinė energijos nuostolių priežastis. Kaip sąveikos su mentimis rezultatas iškreipiamas ir pats srautas. Erdvė, kurioje dirba mentys, yra apribota dviem srautą kreipiančiais paviršiais ir dviem skerspjūviais įėjime ir išėjime. Eulerio lygties paaiškinimas: a – meridianinis pjūvis, b – išklotinė Veikiamas momentų, rotorius suksis tam tikru kampiniu greičiu , ir bus išvystomas galingumas P. (1.4) : Ms – mentis veikiančių jėgų sukuriamas momentas, Mi, Ma – trinties į vidinę ir išorinę sienelę jėgų momentai šioje lygtyje Mr=Ms + Mi – rotoriaus sukimo momentas (Ma veikia statorių), u= · r – besisukančios sistemos apskritiminis greitis. . (1.5) Tai yra Eulerio lygtis srautui. Svarbiausia, srauto tekėjime pro rotorių, yra srauto reliatyvinis greitis rotoriaus atžvilgiu (w). Sudėjus jį vektoriškai su apskritiminiu greičiu u, gaunamas absoliutus greitis c : . (1.6) Koordinačių sistemoje ašys nukreiptos ašine (a), tangentine (u) ir radialine (r) kryptimis, išskiriama šių greičių apskritiminės dedamosios: cu = u + wu. (1.7) Naudojamasi greičių trikampiais. Rotorinės mašinos greičių trikampiai kampas tarp absoliutaus ir apskritiminio greičių žymimas , tarp reliatyvaus ir apskritiminio greičių . 2. Menčių išdėstymas turbomašinose Turbosiurbliuose ir kompresoriuose tekėjimo eiliškumas būtų: judančios mentys (rotorius) ir po to nukreipimo įrenginys (dažniausiai grotelių eilė). Dydžiai, susiję su judančiomis mentimis, žymimi ženklu, o nukreipimo įrenginį – .Lygtis siurblio ar kompresoriaus atveju atrodys taip: a=0, a = a = cu2u2–cu1u1 . (1.8) Jei judančioms mentims suteikiama energija yra didesnė už įmanomą realizuoti, , tenka naudoti daugiau nei vieną menčių eilę. Turbinoje energija iš darbo kūno atimama, t.y. jo energijos prieaugis yra neigiamas. Tai įvyks tuomet, kai sumažės srauto judesio kiekio momentas. Šį momentą sukurti galima atitinkamai sukonstravus nukreipimo įrenginį, pavyzdžiui, panaudojant įtvirtintas mentes. Įeinančio į šį įrenginį srauto statinė energija ir panaudojama judesio kiekio momentui sukurti. Todėl turbinose nukreipimo įrenginys yra prieš judančias groteles. Nukreipimo ir judančios mentys: a – kompresoriuje, b – turbinoje Nors turbinos nukreipimo įrenginyje ir judančiose mentyse galimi didesni srauto krypties pokyčiai, daugelis įrengimų reikalauja daugiau energijos nei įmanoma gauti vienoje nukreipimo ir judančių grotelių poroje. Tuomet naudojamos kelių pakopų turbinos. 2 .1. Turbo įrenginys ir jo sudedamosios dalys Didžiausi energijos pokyčiai yra tarp grotelių. Kiekviena turbomašina turi mažiausiai vieną eilę judančių menčių. Išdėstytos tolygiai aplink rotorių mentys sudaro menčių groteles. Kiekviena turbomašina turi mažiausiai vienas judančias (besisukančias su rotoriumi) menčių groteles. Jos dar vadinamos darbo grotelėmis. Nukreipimo įrenginį (kai kuriais atvejais vadinamą tūta) sudaro nejudančios menčių grotelės ar kitokios konstrukcijos srauto krypties pakeitimo įrenginys (pvz., sraigtinis paviršius). Vienos judančios grotelės ir vienas nukreipimo įrenginys sudaro pakopą. Pakopa ar kelios viena paskui kitą išdėstytos pakopos sudaro menčių sistemą. Į ją darbinis kūnas patenka pro įėjimo angą. Dažnai jai suteikiama forma, padidinanti srauto greitį ir suintensyvinanti energetinius pasikeitimus menčių sistemoje. Išėjimo angoje, kiek tai įmanoma, difūzoriumi dar likusi srauto kinetinė energija paverčiama statine. Visi nuo įėjimo iki išėjimo viename korpuse esantys komponentai sudaro mašiną. Mašina kartu su prie jos prijungtomis dalimis sudaro įrenginį. Turbomašinos dalys: 1 – rotorius, 2 – nukreipimo įrenginys, 1 ir 2 pakopa, 3 – įėjimo anga, 4 – išėjimo anga su difuzoriumi. 3. Turbomašinų termodinamika Visos sistemos, pro kurias praeina srautas, iš išorės gautą galingumą P ir šilumą paverčia papildoma fluido vidaus energija. Ji vadinama bendrąja entalpija ir žymima ht. . (1.9) Jei galingumas ar šiluma atiduodami (neigiami), sumažėja darbo kūno energija. Specifinė bendroji entalpija apima visą su darbiniu kūnu susijusią energiją: ; (1.10) čia: h yra specifinė entalpija, z – aukščio koordinatė, g – laisvo kritimo pagreitis. Remdamiesi vienmačio srauto lygtimi lygčių gauname: (1.11) čia: įvestas dydis q vadinamas santykiniu šilumos pokyčiu. Ši lygtis – energijos tvermės dėsnio išraiška. Termoenergetiniai parametrai – entalpija h arba entropija s su temperatūra T, slėgiu p ir santykiniu tūriu v = 1/ susiję lygybe: . (1.12) Pats būvio pasikeitimas priklauso nuo to, kaip kinta srauto greitis pratekant fluidui pro menčių groteles, kiek darbo ar šilumos darbo kūnas gauna ar praranda, taip pat nuo fluido ir mašinos elementų trinties. Parodyti tipiški būvio parametrų kitimo grafikai praeinant dujiniam fluidui per kompresorius. Būvio kitimas: a – meridianinis pjūvis, b – slėgio kitimas, c  specifinio tūrio kitimas, d – p,v diagrama Dažnai realus būvio kitimas supaprastinimo dėlei pakeičiamas politropiniu. Politropiniam procesui galioja taisyklė pVnconst; (1.16) čia: V  tūris, n priklauso nuo idealizuoto proceso (izobarinis, izoterminis, izochorinis ir pan.). Įvedame parametrą   politropės santykį: . (1.17) Politropinio proceso atveju jis išlieka pastovus praeinant fluidui pro menčių sistemą. . (1.18) Paskutinė lygtis reiškia, kad srauto darbo (y) ir entalpijos pokyčio santykis lieka pastovus. 6. Turbomašinų darbiniai kūnai Priklauso ne tik nuo politropės santykio,bet ir nuo to, kaip reaguos darbo kūno tūris ir temperatūra į darbo ar šilumos perdavimą. Pagal tai darbiniai kūnai gali būti skirstomi į idealų skystį, idealias dujas ir realų darbinį kūną. Idealaus skysčio tankis ar specifinis tūris yra pastovus, nepriklauso nuo būvio. Tokios idealizacijos neatitinka nė vienas skystis, tačiau esant pakankamam tikslumui ji priimtina daugumai turbomašinose naudojamų skystų darbinių kūnų. Entalpijos pasikeitimas daugiau priklauso nuo srauto darbo, kuris lemia slėgio pasikeitimą. Esant nedideliam temperatūros pasikeitimui, į šilumos pasikeitimą nekreipiama dėmesio. Idealaus skysčio izotermos ir izoentropės yra identiškos, nes entropija priklauso tik nuo temperatūros. Būvio pokytis iliustruotas h,s diagrama. Entalpijos - entropijos h, s diagrama idealaus skysčio atveju Kita idealizacija – idealios dujos. Joms galioja lygybė pvRT (R – dujų konstanta. Tokių dujų specifinis šiluminis talpumas nepriklauso nuo slėgio, o tik nuo temperatūros. Kartu tik nuo temperatūros priklauso ir entalpijos pokytis. Izotermos sutampa su izoentalpėmis. Entalpijos - entropijos h,s diagrama idealioms dujoms kompresoriaus atveju Darbo prieaugis ar sumažėjimas visuomet sukelia temperatūros pokyčius. Entropijos pasikeitimas gali būti padalintas į dvi dalis. Viena dalis  izobarinė, priklausanti nuo temperatūrų , kita  izoterminė, priklausanti nuo slėgių santykio. Abiejų dalių santykis lygus politropės santykiui. 7. Menčių grotelės Menčių grotelėmis vadinama ant tam tikro paviršiaus vienodu atstumu ir vienodai išdėstytų menčių eilė. Yra sujungtų su mašinos korpusu grotelių, atliekančių nukreipimo įrenginio vaidmenį, taip pat grotelių, kurias sudaro rotoriaus paviršiuje išdėstytos mentys. Ašinės grotelės, kuriose mentys išdėstytos kaip ratų stipinai, judantys žiedinėje ertmėje tarp korpuso ir rotoriaus, o darbinio kūno srautas nukreiptas lygiagrečiai sukimosi ašiai Radialinės grotelės, kuriose mentys primena žvaigždę. Jos juda erdvėje, kurią riboja du praktiškai statmeni sukimosi ašiai paviršiai. Srautas taip pat statmenas sukimosi ašiai. Diagonalinės grotelės išdėstytos ant paviršių, sudarančių kampą su ašimi. Entalpijos pokytis nejudančiose ir judančiose grotelėse skirsis dydžiu (ua//2-ue//2)/2. Apskritiminis greitis priklauso nuo atstumo nuo sukimosi ašies, todėl jis pasikeis tik radialinėse ir mažiau – diagonalinėse grotelėse. Ašinėse grotelėse apskritiminis greitis nesikeičia, ir entalpijos pokytį lems tik srauto greitis pačių grotelių atžvilgiu. Priklausomai nuo greičio pasikeitimo praeinant pro groteles, jos yra skirstomos į: a) sulėtinimo grotelės /wa// ir h-(ua2-ue2)/2>0; b) pagreitinimo grotelės /wa/>/we/ ir h-(ua2-ue2)/2pe, y>0),  praretinimo (pa

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!