Förluster i ångturbiner

Vilken turbomaskin som helst utvinner energi från högtrycksånga och omvandlar den till axelarbete . Det totala energiinnehållet som finns tillgängligt i ånga som tillförs ångturbinen återvinns inte helt i form av mekanisk energi . Det finns vissa energiförluster från ånga som uppstår inuti en turbin...

Antagningsförluster

I praktiken är flödet av ånga genom munstycket inte isentropiskt , utan åtföljs av förluster som minskar den kinetiska energin hos ånga som kommer ut ur munstycket.

Minskningen av kinetisk energi beror på följande skäl

  • Viskösa krafter mellan ångpartiklar
  • Värmeförlust från ånga innan den kommer in i munstycket
  • Avböjning av flöde i munstycket
  • Gränsskiktsutveckling i munstycket
  • Turbulens i munstycket
  • Friktionen i munstycket som minskar tillgängligt entalpifall och därmed den faktiska hastigheten som lämnar munstycket är mindre än den som erhålls med is-entropisk expansion

Läckageförluster

Ånga lämnar pannan och når kondensorn efter att ha passerat huvudventilen, reglerventiler, munstycken, spelrum mellan munstycken och rörliga blad, membran och roterande axel etc. Vidare är det stor tryckskillnad mellan insidan av ångturbinen och omgivningen och även från en plats till en annan plats över dessa enheter.

Därför sker ångläckage genom

  • Huvudventil och reglerventil
  • Tätningar och körtlar
  • Mellanrum mellan munstycken och rörliga blad
  • Utrymmen mellan membran och turbinaxel
  • Utrymme mellan rörliga bladringar och turbinhölje
  • läckage av ånga genom dessa är en direkt förlust av energi.

Friktionsförluster

Friktionsmotstånd erbjuds vid flöde av ånga genom munstycken på rörliga och stationära blad. I de flesta turbinerna roterar bladhjulen i ett utrymme fullt av ånga. Den viskösa friktionen vid hjulytan orsakar insläppsförluster när ånga passerar från munstycke till hjul. Effekten av partiell tillträde skapar virvlar i bladkanalerna.

Ytan på böjda rörliga blad och stationära blad erbjuder motstånd som ökar med ökad grovhet på bladytan och relativ hastighet mellan ånga och roterande blad.

Energiförlusten sker också när ångstrålarna vänder sig längs med bladytans krökning. Svängförlusterna beror på vridningsvinkeln.

Avgasförlust

Energiinnehållet i ånga utnyttjas inte fullt ut i turbinen. Trots att det är under mycket lågt tryck bär avgaserna som kommer ut ur turbinen och kommer in i kondensorn en del kinetisk energi och användbar entalpi, vilket är direkt energiförlust.

Strålnings- och konvektionsförluster

Ångturbinen arbetar vid en relativt hög temperatur; därför utstrålas och konvektioneras en del av värmeenergin från ånga från turbinkroppen till dess omgivning. Dessa direkta förluster minimeras genom korrekt isolering.

Förluster på grund av fukt

Ångan som passerar genom turbinens sista steg har hög hastighet och hög fukthalt. Vätskepartiklarna har lägre hastighet än ångpartiklarna och därför hindrar vätskepartiklarna flödet av ångpartiklar i det sista steget av turbinen och därför går en del av ångans kinetiska energi förlorad. Om torrhetsandelen av ånga faller under 0,88 kan även erosionen och korrosionen av bladen ske.

Överför förluster

När ånga passerar från ett steg till ett annat genom membranet sker vissa energiförluster, vilka kallas för överförluster och därför är den kinetiska energin hos ånga som är tillgänglig i det efterföljande skedet av rörliga blad för användning mindre än den för utgången i föregående skede. Detta beror på att det bildas virvlar i ringformigt utrymme mellan munstycket och rörliga blad.

  • Turbiner, kompressorer och fläktar från Yahya; Tata McGraw Hills publikationer.
  • Termisk teknik av Rathore och Mahesh; Tata McGraw Hills publikationer.

Vidare läsning

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Losses_in_steam_turbines&oldid=818938026 "