ANALOGIA ZJAWISK ZACHODZĄCYCH W TURBINACH CIEPLNYCH I HYDRAULICZNYCH

Nowe, oparte o zdobycze współczesnej nauki o przepływach, aero- i hydromechaniki, metody badawcze umożliwiają wniknięcie w istotę przepływów, w poszczególne fragmenty i szczegóły zjawisk towarzyszą- cych przepływowi czynnika pracującego przez układ łopatkowy, a tym samym i dynamicznemu oddziaływaniu jego na wirnik w myśl znanego prawa Eulera.

Za przykładem techniki lotniczej sięgnięto przed około 20 laty po raz pierwszy w budownictwie turbin cieplnych i sprężarek do badań modelowych, opartych na zasadzie podobieństwa mechanicznego. Metody te rozwinęły się odtąd bardzo znacznie i przyczyniły się i przyczyniają się w dalszym ciągu do ogromnego postępu w dziedzinie turbin i wszelkich innych maszyn wirnikowych.

Daleko idąca analogia zjawisk zachodzących w turbinach cieplnych i hydraulicznych oraz w pompach i sprężarkach, lub śmigłach i śrubach napędowych, nie jest jednak jeszcze po dzień dzisiejszy dostatecznie spopularyzowana nawet w świecie inżynierskim. Tymczasem spadek ciśnienia pary przepływającej przez turbinę parową wyzwala energię kine- tyczną tak samo jak spadek z wysokości wody w siłowni wodnej, aby z kolei tę energię kinetyczną zamienić w kole łopatkowym, tj. w wirniku turbiny, na skutek odchylenia w kanałach łopatkowych, w pracę mechaniczną.

Ta daleko idąca zgodność procesu energetycznego zachodzącego w turbinach cieplnych i hydraulicznych prowadzi w zasadzie do analogicznych konstrukcji koła pracującego czyli wirnika, wraz z umieszczonymi na jego obwodzie łopatkami. Fakt, że łopatki turbiny cieplnej i wodnej różnią się pomiędzy sobą znacznie wymiarami i kształtem, a co za tym idzie, różny jest wygląd zewnętrzny tych turbin, nie zmienia w niczym tego twierdzenia. Różnice konstrukcyjne, różnice w wyglądzie zewnętrznym, choć one przede wszystkim rzucają się w oczy, dotyczą raczej szczegółów aniżeli zasady. Pochodzą one zarówno z różnicy właściwości czynnika pracującego, jakim jest z jednej strony ściśliwa i najczęściej gorąca para lub gaz, z drugiej zaś nieściśliwa woda, jak i z różnic wyzwalającej się w wy- cę 100 kGm. Analogicznie, 1 kG pary wodnej rozprężający się w turbinie parowej, że użyję tu za przykład TP2 (pierwszą naszą turbinę przemysłową zbudowaną w r. 1953 o mocy 2300 kW), od stanu początkowego określonego ciśnieniem 24 ata i temperaturą 380°C do przeciwprężności 5 ata, oddaje w przypadku teoretycznym, bez strat, około 120 kilokalorii energii cieplnej, równoważnej 120 X 427 = 51 420 kilogramometrów.

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>