Keywords
:
steam turbine, exhaust hood, pressure irregularity, experiment.
Паровые турбины малой мощности (до 25МВт) находят широкое
применение в промышленности и энергетике. Характерными особен-
ностями этих турбин являются малые объемные расходы пара и ком-
пактность конструкции. Часто такие турбины работают в отдаленных
регионах страны, поэтому от них требуется высокая эксплуатационная
надежность.
Выходной патрубок — важный элемент парового тракта турбины,
существенно влияющий на эффективность турбоустановки. Поэтому
исследованию патрубков посвящено большое число работ. Основное
направление этих исследований связано, как правило, с разработкой
методов улучшения их аэродинамических характеристик. Эти пробле-
мы последнее время обсуждаются, например, в работах [1, 2] и др. От-
метим, что при всей важности решаемых задач ряд вопросов, относя-
щихся к работе патрубков, остается практически нетронутым. К ним,
прежде всего, относится задача о влиянии патрубка на вибрационное
состояние рабочих лопаток последней ступени. С практической точки
зрения необходимо знать, какова интенсивность возмущающих сил.
В настоящее время известно, что выходной осерадиальный патрубок
является источником неоднородности давления и скорости потока в
области, вплотную примыкающей к рабочим лопаткам последней сту-
пени. Эту неоднородность порождают перепад давления, вызванный
поворотом потока на 9
◦
по отношению к горизонтальному разъему,
и вихревое движение среды [2]. Можно предположить, что движение
лопаток в таком потоке приводит к возникновению переменных аэро-
динамических сил. Возможно, интенсивность этих сил невелика, но на
режимах, близких к резонансу, и резонансе рабочих лопаток ампли-
туды колебаний могут вызывать усталостные процессы в материале
лопаток. Эти важные вопросы рассматривались ранее в работе [3].
Очевидно, что обеспечению динамической прочности рабочих лопа-
ток последней ступени должно уделяться внимание разработчиков.
В целях экспериментальной оценки степени неоднородности ста-
тического давления во входном сечении осерадиального патрубка тур-
бины мощностью 6МВт были проведены испытания двух моделей
патрубка: математической и физической, уменьшенной в 7,9 раза. Та-
кая оценка необходима по следующим причинам: для определения
значений коэффициентов Фурье в расчетах, связанных с динамиче-
ской прочностью лопаток; для создания генератора аналогичной не-
однородности в экспериментальной установке. Геометрия проточной
части модели патрубка показана на рис. 1.
На математической модели с помощью численного эксперимента
исследовалась структура течения в криволинейном канале выходного
26 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2014. № 5
