Turbomаshinа ishchi g’ildirаgi bilаn energiyani suv yoki hаvogа uzаtish jаrаyoni. Turbomаshinаlаrning аsosiy energetik tenglаmаsi - Физика - Презентации

Информация о документе

Цена	3000UZS
Размер	2.2MB
Покупки	0
Дата загрузки	05 Февраль 2024
Расширение	pptx
Раздел	Презентации
Предмет	Физика

Turbomаshinа ishchi g’ildirаgi bilаn energiyani suv yoki hаvogа uzаtish jаrаyoni. Turbomаshinаlаrning аsosiy energetik tenglаmаsi

Купить

Turbomаshinа ishchi g’ildirаgi bilаn energiyani suv yoki hаvogа uzаtish jаrаyoni. Turbomаshinаlаrning аsosiy energetik tenglаmаsi. Turbomаshinаlаrning nаzаriy unumdorligi vа nаzаriy zo’riqmа хаrаkteristikаsi. Turbomаshinаlаrdа energiya yo’qotilishi. Gidrаvlik, хаjmiy vа meхаnik energiya yo’qotilishi хаqidа umumiy tushunchаlаr

R E J A : 1. Turbomashina ishchi g’ildiragi bilan energiyani suv yoki havoga uzatish jarayoni. 2. Turbomashinalarda energiya isrofi va uning xarakteristikasi1F1A 120B1203 201A 221403

Turbomashinalar va ularni tasnifi Turbomashinalarda - energiy suyqlikka, ish gildiragi parraklari bilan zarrachalarning o’zaro bo’ladigan ta’sir kuchi yordamida uzatiladi. Turbomashinalar konchilik sanoatida shaxta va karerlarni shamollatish, kon suvlarini er sathiga chiqarib tashlash va siqilgan havo energiyasida ishlaydigan kon mashinalari va uskunalarini yuqori bosimli havo bilan ta’minlashda qo‘llaniladi. Ular quyidagi alomatlar buyicha tasniflanadi: a)Harakatlantiruvchi muhit turiga ko‘ra: - havo yoki gazlarni harakatlantiruvchi - suv va suvli aralashmalarni harakatlantiruvchi - gidravlik mashinalar Havo yoki gazlarni harakatlantiruvchi mashinalar guruhiga ventilyatorlar, havo purkagichlar va kompressorlar kiradi. Ventilyator va havo purkagichlar havo yoki gazlarni harakatlantiruvchi

b) Ish organining konstruktiv tuzilishiga ko‘ra gidravlik mashinalar uch guruhga bo‘linadi. - parrakli - porshenli - rotatsion Parrakli gidravlik mashinalarning ish organi ishchi g‘ildirak hisoblanadi va u o‘qga mustahkam o‘rnatiladi. Ishchi g‘ildirak mashinalarda mashina o‘qi va diametral mashinalarda ishchi g‘ildirak diametri bo‘ylab harakatlanadi va uning oqimi tinimsiz va bir me’erda aylanma harakat bilan aylanib parraklar bilan energiyani suyuqlik oqimiga uzatadi. Ishchi g‘ildirakda suyuqlikning harakat yunalishiga qarab ular markazdan qochma o‘qchizikli va diametral mashinalarga bo‘linadi. Suyuqlik markazdan qochma mashinalarda ishchi g‘ildirak radiusi, o‘qchiziqli bo‘ladi. Porshenli gidravlik mashinalarning ish organi silindr ichida ilgarilama- qaytarma harakat bilan harakatlanadig

v) Suyuqlik oqimiga energiya uzatish uslubi bo‘yicha gidravlik mashinalar uch guruhga bo‘linadi . Bular - uyurmali - hajmiy - boshqa muhit energiyasi asosida ishlaydigan. Energiyani suyuqlikga uyurma orqali uzatish parrakli gidravlik mashinalarga tegishlidir . Bunday energiya uzatish parraklarning suyuqlik oqimi bilan o‘zaro ta’siri natijasida paydo bo‘ladigan ko‘tarish kuchiga asoslangan. (Varraklarni uchish nazariyasiga o‘xshash). Energiyani suyuqlikga hajmiy ko‘rinishda uzatish ishchi bo‘shliq hajmini majburiy ravishda (porshen orqali) kamaytirishga asoslangan . Ishchi bo‘shliq hajmi kamaygan sari undagi suyuqlikning bosimi ortadi va yuqori bosimdagi suyuqlik ishchi bo‘shliqdan xaydab chiqariladi. Boshqa muhit energiyasi asosida ishlaydigan gidravlik mashinalar guruhiga tizilma (struyn

Ishchi g‘ildirakda su yuq lik oqimi juda murakkab harakat bilan harakatlanadi . Oqim harakatini murakkabligi i shchi g‘ildirakning geometrik o‘l cha mlari, parraklarning soni va sha kli, oqimning harakat turi va bo shq a ko‘rsatki chl arga bog‘liq. Murakkab oqim harakatini o‘rganish qiyin bo‘lganligi u chu n u soddaroq harakat bilan alma sht iriladi. Buning u chu n: 1- rasm. I shchi g‘ildirak kesimi 1. Markazdan qo chm a turboma shi na ishchi g‘ildiragi aylanish o‘ qiga perpendikul yar bo‘lgan I-I (1rasm) tekislik bilan sha rtli ravi shd a kesiladi. Natijada i shchi g‘ildirakning i chk i va ta shq i aylanalari hamda parraklar bilan che garalangan halqasimon radial panjara (re shyot ka) hosil bo‘ladi. Su yuq lik parraklar oralig‘iga halqasimon radial panjaraning i chk i aylanasi bo‘yi cha k

3-rasm. Markazdan qochma turbomashinalar. Ularning asosiy bo‘laklarini ishchi g‘ildirak 1, parraklar 2, o‘q 3, suyuqlik oqimini turbomashinaga kirititish patrubkasi 4, spiralsimon qobig‘ 5, diffuzor 6 tashkil qiladi.02 1F 1A 13

4-rasm. O‘qchiziqli turbomashina sxemasi. O‘qchiziqli turbomashina ishchi g‘ildirak 1, parraklar 2, o‘q 3, qobig‘ 4, kollektor 5, ravonlagich 6, yo‘naltiruvchi apparat (ayrim o‘qchiziqli mashinalarda yo‘naltiruvchi apparat bo‘lmaydi. Shuning uchun u rasmda ko‘rsatilgan), to‘g‘rilovchi apparat 7 va diffuzor 8 kabi qismlardan tashkil topgan17 18 0E 0F 13 0A

Por she nli gidravlik ma shi na (1.5 -rasm) i shchi bo‘ shl iq (silindr) 1, por she n 2, sht ok 3, so‘rish 4 va haydash 5 qopqoqlari, krivo shi p-sha tun mexani zmi 6, suv so‘rilish 7 va suv xaydalish 8 patrubkalari va havo qalpoq cha si 9 kabi bo‘laklardan ta shk il topgan. Ishchi bo‘ shl iq ya’ni silindrga surish 4 va haydash 5 qopqoqlari o‘rnatilgan. Ishchi bo‘ shl iqda por she n 2 sht ok 3 va krivo shi p-sha tun mexanizmi 6 yor damida ilgarilama -qaytarma harakatda harakatlanadi. 5-rasm Por she nli nasoslar sxemasi ; a-bir tomonlama (sodda ), b-ikki tomonlama Suv so ‘rilish patrubkasiga suv so ‘rilish quvuri , suv haydalish patrubkasiga esasuv haydalish quvurlari ulanadi . 0101 01 0101 0101

Идеал турбомашининг тўлиқ зўриқмаси унинг статик ва динамик ташкил этувчиларига бўлинади: д ст T Н H H    Тўлиқ зўриқмани статик ва динамик ташкил этувчиларига ажратишда нисбий (ўлчамсиз) буралиш тезлиги 2 2 2 U c c u u  кўринишдаги ибора қўлланилган .[15,16 ] Суюқлик оқимининг иш ғилдиракга кириш бурчаги 0 1 90   0 1  u c ва те злик диаграммаларидан (2.2 -расм) r c c 1 1  ; 2 22 22 2 ur c c c   ҳамда оқим массаси m=const бўлганлиги учун r r c c 2 1  , унда турбомашинанинг тўлиқ ҳамда унинг динамик ва статик ташкил этувчилари мос равишда қуйидаги тенгликлар би лан топилади: Тўлиқ зўриқма: u u T c g U g c U H 2 2 2 2 2      ; Динамик зўриқма: 2 2 2 2 2 1 2 2 2 u д c g U g c c H    

Статик зўриқма (2.47) тенгликдан:            2 1 2 2 2 u u д Т ст c c g U Н H H Нисбий буралиш тезлик u c2 оқимнинг иш ғилдиракдан чиқиш бурчагига боғлиқ ва у 0< u c2 <2 оралиғида ўзгаради. Агар 0 2  u c бўлганда тўлиқ зўриқма 0  T H ва 0 2  u c бўлганда эса статик зўриқма Н ст =0. Радиал парракли турбомашиналарда (2.3 б - расм): 0 2 90   2 2 U c u  Н ст =0,5 T H   ; Парраклари олдинга эгилган турбомашиналарда (2.3 в - расм): 0 2 90   2 2 U c u  Н ст < 0,5 T H   ; Парраклари орқага эгалган турбомашиналарда (2.3 а - расм): 0 2 90   2 2 U c u  Н ст >0,5 T H   тартибда тақсимланади ва унинг кўриниши 2.5 - расмда кўрсатилган. Статик зўриқманинг тўлиқ зўриқмага бўлган нисбати иш ғилдиракнинг реактивлиги (реактивное) ва у (2.47), (2.50) тенгликлар асосида топ илади

Тўлиқ (2.48), статик (2.50) ва динамик (2.49) зўриқмаларни нисбий буралиш тезлиги u c2 кўра ўзгариши 2.5 -расмда кўрсатилган. Бу ерда тўлиқ зўриқма ва унинг ташкил этувчилари статик ҳамда динамик зўриқмаларни бир хил кўрсатгич 2 2 U g бўлиб, ўлчамсиз кўринишда кўрсатилган. 1-  u T c f H 2   ; 2-  u д c f H 2  ; 3-  u ст c f H 2  2.5 -расм. Тўлиқ зўриқмани статик ва динамик ташкил этувчиларига тақсимланиши. Оқимнинг иш ғилдиракдан чиқиш бурчаги - 2  турбомашинал арнинг ишлатиш шароити қараб олинади. Ишлатиш шароити (сув чиқариш қури лмалар)нинг статик зўриқмага бўлган талаби динамик зўриқмага нисбатан юқори бўлади.

Масалан турбомашина ўрнатиладиган шароитнинг статик зўриқмага бўлган талаби тўлиқ зўриқманинг 90% -ни ташкил этиш керакдеб олсак, унда (2.51) тенгликдан 9,0   ва 2,0 2  u c . Оқимнинг иш ғилдиракдан чиқиш бурчаги эса    50 20  атрофида бўлади. Парраклари олдига эг и лган 0 2 90   , 2 2 U c u  иш ғилдиракли турбомашина зўриқмасига нисбатан юқори. Шунинг учун стати к зўриқмага нисбатан юқори. Тўлиқ зўриқманинг 0.5 ва ундан кам миқдорини ташкил этадиган шароитларди (ер ости сон лаҳимларини шамоллатишда) парраклари олдига эгилган 0 2 90   иш ғилдиракли турбомашиналарни қўллаш мақсадга мувофиқ бўлади. Бу т урдаги турбомашина иш ғилдирагининг диаметри ва унинг айланиш тезлиги парраклари олдига эгалган иш ғилдиракнинг диаметри ва айланиш тезлигига нисбатан камроқ. Бунинг натижасида ту

Haqiqiy turboma shi na ideal turboma shi nadan parraklar soni che klanganligi va uning i shl ash jara yon ida gidravlik, hajmiy va mexanik energiya isroflari paydo bo‘li shi bilan farqlanadi. Haqiqiy turboma shi na ish g ‘ildirakda parraklar soni che kl i bo‘lib, har bir parrak mua yyan qalinlikga ega. Ish g‘ildirak ma’lum tezlik bilan aylantirilganda parraklar oralig‘idan o‘ta yot gan su yuq likning asosiy oqimi bilan bir qatorda parraklar atrofida uyur ma (sirkul yas iya) oqim ha m paydo bo‘ladi. U yur ma va aylanma oqimlar asosiy oqim yo‘nali shi ga ta’sir etadi. Buning natijasida su yuq lik oqimi, ish g‘ildirakdan chi qi shd a, ma shi na o‘qining aylanish yo‘nali shi ga teskari tomonga qarab og‘adi va bu holat nisbiy tezlik vektori 2 w ma’lum bur cha kga og‘i shi ga olib keladi va u 2

Gidravli k energiya isrofi . Gidravlik mashina o‘qidan uzatilgan energiyani bir qismi suyuqlikning mashinaga kirish va undan chiqish oralig‘ida yo‘qotiladi . Bu energiya gidravlik mashinalarda sodir bo‘ladigan qarshiliklarni engib o‘tishga sarflanadi . Buning natijasi da suyuqlik zo‘riqmasi kamayadi va u quyidagi ifoda bilan topiladi :     Н Н Н Т (2.53) bu erda :   Н - gidravlik qarshiliklar . Turbomashinaning haqiqiy zo‘riqma ( bosim ) ni aniqlash uchun suyuqlik mashindan oqib o‘tishi jarayonida p aydo bo‘ladigan gidravlik qarshiliklarni bilishni taqozi etiladi . Gidravlik qarshiliklar ishqalanish va mahalliy qarshiliklarning yig‘indisiga teng . Ishqalanish qarshiligi real suyuqlikning ichki qarshiliklariga bog‘liq bo‘lib , turbomashina elementlarining uzunligi va sirti bo‘yicha ta

Suyuqlik sarfi v S Q   tenglamasidan S Q v  , unda ishqalanish qarshiligi tenglamasi (2.54) quyidagi ko‘rinishda yoziladi: 2 1 2 2 2 Q K S R g Q L hT          (2.55) Bu erda : 2 2 S R g L K      - har bir turbomashina uchun alohida hisoblanadigan va ularning elementlari uzunligi , gidravlik radiusi va kesim yuzasini ifodalovchi o‘zgarmas koeffitsient; S – kanalning kesim yuzasi . Turbomashin elementlarida gi oraliqlarning kengayishi hisobi qarshilik paydo bo‘ladi . Bu qarshilikni “ diffuzor ” qarshiligi deb nomlangan va quyidagi tenglik bilan topiladi : 2 2 Q K hд    (2.56) Bu erda : K 2 – har bir turbomashina uchun alohida hisoblanadigan o‘zgarmas koeffi tsient . Ishqalanish - Th  va diffuzor - дh qarshiliklarining suyuqlik sarfiga nisbatan o‘zgarishi bir xil bo‘lgan

Gidravlik qarshilikning ikkinchi turi bu uyurma va zarb qarshiligidir . Bu qarshilik ish g‘ildirakning kirish va chiqish kesim yuzalaridagi oqim tezligi o‘zgarishi hisobiga paydo bo‘lad i. Ma’lumki , normal ish rejimda turbomashina unumdorligi : rн rн н C F C F Q 2 2 1 1     (2.58) Bu erda : rн C 1 , rн C 2 - mos ravishda normal ish rejimdagi absolyut S 1 va S 2 vektorlarining radiusga bo‘lgan proeksiyalari (radial tezliklar ) (2.7 -rasm ). F 1 va F 2 – ish g‘ildirakning kirish va chiqish kesim yuzalari . Normal ish rejimda nisbiy tezlik vektori – w 1 parrakning kirish yuzasiga urinma ko‘rinishda bo‘ladi . Bunday holda oqim ish g‘ildirak silliq kiradi , uyurma va zarb qarshilik bo‘lmay di . Ish g‘ildirakdan oqib o‘tadigan suyuqlik – Q normal ish rejimidagi unumdorlikga – Q n nisbatan o

2 2 у з w g h      (2.59) 2.7 -rasm. Unumdorlik o‘zgari shi bilan su yuq likning parraklar oralig‘iga kirish kesimi yuz asida tezlik diagrammani o‘zgari shi . Tezliklar uchburchaklaridan (2.7 -rasm ):                   н rн r rн r rн у Q Q U C C U C C C U w 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (2.60) Suyuqlikning parraklarning oldi qismiga urilishi natijasida paydo bo‘ladigan qarshilik (2.59) va (2.60) tengliklardan : 2 2 1 1 2            н з Q Q U g h  (2.61) Oqimning ish g‘ildirakdan chiqish kesimi yuzasidagi uyurma va zarb qarshiliklar absolyut tezlik vektorlarining o‘zgarishi bilan bog‘liq .

Turbomashina unumdorligini kamayishi Q<Q n bilan absolyut tezlik vektori S 2 normal ish rejimidagi tezlik vektori S 2n ga nisbatan ma’lum burchakka og‘adi (2.8 -rasm ). 2.8 -rasm. Unumdorlik o‘zgari shi bilan su yuq likning parraklar oralig‘idan chi qish kesimi yuz asidagi tezlik diagrammasi. Ish g‘ildirak tashqi diametr – D 2 bilan yo‘naltiruvchi apparat diametri – D 3 oraliqlarida ma’lum masofada bo‘lganli gi uchun oqimning ish g‘ildirakdan chiqish Su va yo‘naltiruvchi apparatning kirish S3u kesim yuzalarida paydo bo‘ladigan zarb kuchi bir xil bo‘lmaydi . Uning o‘zgarishini D 2/ D 3 bo‘lgan nisbatga proporsional deb qarab oqimning ish g‘ildirakdan chiqish keism idagi zarb qarshilik : 2 3 2 у С g hд     (2.62)

va zarbni tashkil etuvchi: у ц у C D D К С    2 3 (2.63) ifodalar bilan aniqlangan . Unda (2.62) va (2.63) tengliklarga binoan : 3 2 2 D D К С g h ц у з       (2.64) Tezlik diagrammada (2.8 - rasm ) keltirilgan uchburchaklar 1 2 3 va 3 4 5 o‘zaro o‘xshash bo‘lganligi uchun :                     н rн r rн r rн у Q Q U C C U C C C U С 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 (2.65) Unda oqimning ish g‘ildirakning chiqish kesimi yuzasidagi zarb qarshilik : 2 2 3 2 1 2                   н ц з Q Q D D К g h  (2.66) Umumiy zarb qarshiligi 2 2 2 2 2 2 1 1 2                                н ц з з з Q Q D D K U U g h h h  (2.67) Bu erda :  = 0.6÷0.8 – eksperiment natijasida olingan koeffitsient . U h - Q koordinat o‘qid

2.9 -rasm. Parrakli turboma shi nalar da paydo bo‘ladigan gidravlik qar shi liklarning miqdoriga qarab o‘zgarish grafigi. Parrakli turbomashina o‘qiga uzatilgan energiyani bir qismi gidravlik qarshiliklarni engib o‘tishga sarflanadi va uning zo‘riqmasi :  з д T T h h h H H        (2.68) Parrakli tur bomashinalarning haqiqiy zo‘riqmasini nazariy zo‘riqmaga bo‘lgan nisbatini uning gidravlik foydali ish koeffitsienti deb nomlangan : Т ГН Н   (2.69) Normal ish rejimida zamonaviy nasos va ventil yat orlarning gidravlik foydali ish koeffitsienti 95,0  Г  ga teng bo‘ladi.

Hajmiy isrof . Gidravlik mashinalarga kiraverishdagi suyuqlik bosimi uning mashinadan chiqishidagi bosimidan kam bo‘lgani uchun bosimlar farqi paydo bo‘ladi . Bosim yuqori bo‘lgan zonadagi suyuqlikning ma’lum qismi suyuql ik bosimi kam bo‘lgan zonaga oqib o‘tadi . Hajmiy isrof turbomashinaga so‘rilayotgan suyuqlikka sarflangan energiya bilan mashinadan chiqayotgan suyuqlik energiyasi farqini bildiradi va hajmiy foydali ish koeffitsienti х  orqali aniqlanadi :              T T T T х Q Q Q Q Q Q Q 1  (2.70) Bu erda : Q T – nazariy unumdorlik , m 3 /s; ΔQ – yo‘qotilayotgan suyuqlik miqdori (2.10 b-rasm ). Optimal ish rejimlarda turbomashinalardagi hajmiy yo‘qotishlar [16 ] – ΔQ , ularning nazariy unumdorligining (0,02÷0,06) qismini ta shkil etadi . Ma’lumki zo‘riqma N =0 bo‘l

Mexanik isrof . Podshipn ik , zichlama va ish g‘ildirak disklarning tashqi sirti bilan qobiq oralig‘ida qoladigan suyuqlik o‘rtasida bo‘ladigan ishqalanishlar natijasida yo‘qotiladigan energiya mexanik isrofni tashkil qiladi . Podshipnik va zichlamalardagi mexanik isroflarning xusus iyati o‘zaro o‘xshash bo‘lib , ular umumiy mexanik isrofning 0,2 foizdan 0,5 foizini tashkil qilar ekan [16 ]. Ish g‘ildirak disklarining tashqi sirti bilan qobiq oralig‘ida qoladigan suyuqlik bilan ishqalanish natijasida paydo bo‘ladigan energiya yo‘qotishl ar esa 2 foizdan 10 foizni tashkil qilar ekan va u quyidagi ifoda bilan topiladi : 5 2 3 D n К N д     (2.71) Bu erda : K – har bir turbomashina uchun o‘zgarmas koeffitsient ; n – ish g‘ildirakning aylanish tezligi ; D 2 – ish g‘ildirakning tashqi diame

Zo‘riqma ( bosim ) ning ma’lum qismi gidravlik qarshiliklarni engib o‘tishga sarflanishini hisobga olsak , turbomashina bilan hosil qilinadigan zo‘rqima  з д T T h h h H H        ifoda bilan topiladi . Demak zo‘riqma xarakteristikani grafik usul bilan aniqlash uchun bir xil unumdorliklarda N T – chizig‘ining ordinatalaridan gidravlik qarshilik ordinatalarini ( OA va VS chiziqlar ) ayrib tashlasak , hosil bo‘lgan egri chiziq H=f(Q T ) turbomashinaning zo‘riqmasini nazariy unumdorlikga nisbatan o‘zgarishini ko‘rsatadi (2.10 a - rasm ). Keyin egri chiziq H=f(Q T ) absissalaridan (2.10 b - rasm ) hajmiy isrof – ΔQ absissalari ayrilib turbomashinaning zo‘riqma xarakteristikasi H=f(Q) topiladi . 2.10 - rasm. Zo‘riqma xarakteristikalari. a) H=f(Q T ) b) H=f(Q)

Agar ish g‘ildirakning chiziqli tezligi berilgan bo‘lsa ( const n D   60 2  ), mexanik isrofni kamaytir ish uchun ish g‘ildirak diametrini – D 2 kamaytirish va aylanma tezlik – n ni oshirish talab qilinadi . 2.11 -rasm. Ma shi na o‘qiga uzatilgan quvvatning taxminiy taqsimoti (foizlarda). Rasmda 1 – mexanik, 2 – hajmiy, 3 - gidravlik, 4 – sirkul yas iya (u yur ma) qar shi liklarga sarflangan quvvatlar), 5 – foydali quvvat. Mexanik isroflar mexanik foydali ish koeffitsienti bilan aniqlanadi :           N N N N N M 1  (2.72) Bu erda : N – turbomashina o‘qiga uzatilgan quvvat ; N - mexanik isroflarning summasi . Normal ish rejimlarda turbomashinning foydali ish koeffitsienti -  quyidagi tenglik bilan topiladi : М з Г        (2.73) Oqim miqdori – Q normal ish rejimidag

Эътиборингиз учун рахмат!

Купить