Кавитация в турбинах

Рис. 5-10. Зависимость коэффициента кавитации турбины от быстроходности при полной нагрузке.

При расчетах допустимой высоты отсасывания по (5-13) расчетный коэффициент кавитации турбины определяют по критическому значению а с введением коэффициента запаса кд [c.109]

КАВИТАЦИЯ И ДОПУСТИМАЯ ВЫСОТА ОТСАСЫВАНИЯ ТУРБИН [c.102]

В турбине область минимального давления и, следовательно, место, где возникает кавитация, находится на тыльной стороне лопатки рабочего колеса. Напишем уравпение Бернулли для отно- [c.266]

Кавитация и допустимая высота отсасывания турбин [Гл. 5 [c.102]

Коэффициент кавитации турбин а зависит от режима работы и типа турбины, от ее коэффициента быстроходности rtj. Для условий номинальной мощности турбины зависимость (Т = / (ris оы) показана на рис. 5-10, причем дан диапазон возможных отклонений для различных типов турбин. Среднее значение а для этих условий можно вычислить по эмпирической формуле [c.111]

Условия возникновения кавитации и кавитационный коэффициент турбины [c.158]

Рассмотрение условий работы турбины с отсасывающей трубой показало, что под рабочим колесом создается пониженное давление [формула (4-10)]. Кроме того, как видно из рис. 3-13 и 3-14, при обтекании лопастей рабочего колеса на их тыльной стороне создается дополнительное снижение давления. Таким образом в некоторой части проточного тракта гидромашины давления могут быть весьма низкими (глубокий вакуум). Эти условия имеют свои особенности и могут приводить к кавитации. [c.102]

Часто по условиям кавитации турбину устанавливают так, что уровень воды в нижнем бьефе расположен выше, чем сечение <3. В этом случае вакуум под рабочим колесом будет определяться как разность динамического понижения давления и высоты 23, т. е. [c.141]

Разрушению элементов турбин способствуют также сопутствующие кавитации явления выделение из воды в зоне разрежения кислорода, повышение температуры, вибрация. При сильно развитой кавитации турбины могут выйти из строя через 1...2 года. Разрушительное действие кавитации можно уменьшить, если применять специальные высокопрочные материалы и тщательно обрабатывать поверхность. При кавитации появляется шум, снижаются КПД и пропускная способность турбин. [c.71]

Для радиально-осевых турбин расчетный приведенный расход на линии 5%-ного запаса мощности (0,95Л а с). В поворотно-лопастных турбинах обычно выбирается из условий, определяемых допустимой высотой отсасывания, т. е. по максимальному значению коэффициента кавитации о. В связи с этим в табл. [c.147]

Условие отсутствия кавитации в форме (5-2) является общим, но чтобы его использовать, нужно знать распределение давления во всех точках проточного тракта турбины. Поскольку такими данными, как правило, не распо- [c.107]

Модельная установка работает при постоянном напоре и режим сохраняется неизменным, изменяется только Оу, например уменьшается за счет снижения давления р . (над нижним бьефом создается разрежение). По полученным опытным значениям к. п. д. турбины строится т] = / (Оу), показанный на рис. 5-8. С уменьшением (Ту до некоторых пор г] сохраняет свое значение, но затем начинает резко падать. Поскольку режим работы сохраняется и изменяется только коэффициент кавитации, это указывает на возникновение кавитационного срыва, на развитие в турбине кавитационных явлений (если модель прозрачна, то их можно обнаружить и визуально). [c.109]

Каждый тип турбины определяется формой проточного тракта, главной универсальной и другими характеристиками. Однако в качестве основных показателей можно выделить наиболее важные размеры и характерные параметры приведенные частоту вращения и расход ( и а также коэффициент кавитации ст. Эти данные достаточно полно характеризуют тип турбины и могут служить базой для их подбора при проектировании гидроэлектростанции. Ниже они рассматриваются для турбин различных видов. При этом следует иметь в виду, что поскольку, как указывалось. [c.140]

Основные определяющие параметры приведены в табл. 7-3. Здесь расчетные значения п и р указаны для условий расчетного напора турбины, который имеет промежуточное значение между максимальным и минимальным (ближе к минимальному). Для турбины каждого типа указаны два значения (З р и соответствующие им коэффициенты кавитации о. Можно брать любые, а также промежуточные с соответствующей интерполяцией а. Как видно, ( р изменяется от 2300 до 1000 л/с. Соответственно а изменяются от 1,3 до 0,3. [c.141]

Износ турбин вызывается кавитацией, абразивным воздействием взвешенных в воде наносов или комбинированным абразивным и кавитационным воздействиями. [c.174]

Осевые поворотно-лопастные турбины больше подвержены кавитационным разрушениям, которые, как видно из рис. 8-9, развиваются на тыльной ( вакуумной ) стороне лопастей рабочего колеса, причем зона 1 у входной кромки вызывается местным отрывом потока при больших углах атаки. Наиболее развитой является зона 2 у выходной кромки с расширением к периферии. Интенсивному разрушению подвергается иногда камера рабочего колеса 3, в зоне ниже оси поворота лопастей, и торцевые поверхности пера лопасти (здесь проявляется так называемая щелевая кавитация). [c.174]

Остановимся теперь на кавитационных показателях. Для турбинных режимов обратимых гидромашин коэффициент кавитации близок к значениям а для турбин аналогичной быстроходности и соответствует графику рис. 5-10. Однако при определении допустимой высоты всасывания Н , от которой зависит и отметка установки обратимой гидромашины, решающее значение имеют насосные режимы. Для этих условий кавитационные показатели могут быть оценены исходя из следующих соображений. [c.289]

При больших нагрузках и бескавитационных режимах работы турбины впуск воздуха менее желателен, так как при этом возможны снижения мощности и к. п. д. турбины. Тем не менее впуск воздуха и в этих условиях не исключается, если есть в этом необходимость из-за вибрации агрегата. Вопрос о необходимости впуска воздуха из-за вибраций и для смягчения кавитации обычно решается опытным путем во время наладки агрегата перед сдачей его в эксплуатацию. [c.58]

Коэффициент нропорциональности а называется коэффициентом кавитации. Он одинаков для геометрически подобных турбин, работающих иа подобных режимах, т. е. для турбин, имеющих одинаковый коэффициент быстроходности. Отсюда следует, что коэффициент кавитации является функцией коэффициента быстроходности и режима работы турбины. В табл. 2.3 дана [c.267]

Обычно областями возникновения кавитации являются поверхности у выходных кромок лопастей рабочего колеса с тыльной их стороны, а также обод радиально-осевых колес и камеры рабочего колеса осевых турбин в зоне, близкой к выходным кромкам. При сильном развитии кавитация охватывает всю область рабочего колеса и в очень короткий срок разрушает его и окружающие его детали. [c.157]

Кроме разрушения деталей, находящихся в зоне кавитации, при кавитации снижается к. п. д., пропускная способность колеса и мощность турбины. Явление кавитации сопровождается характерным треском, шумами и резкими ударами. В больших турбинах удары при кавитации иногда вызывают сотрясение фундамента и зда- [c.157]

Указанные выше отрицательные последствия кавитации являются основными причинами, препятствующими работе турбины в условиях кавитации. Создание турбин с хорошими кавитационными свойствами следует считать главнейшей задачей при расчете и конструировании турбин. [c.158]

Процесс кавитации в турбине начнется тогда, когда абсолютное [c.160]

Если при каком-то режиме = р , то динамическое разрежение имеет максимальное значение и возникает кавитация. При этом, кавитационный коэффициент турбины для этого режима будет иметь критическую величину р — [c.161]

Из выполненного выше анализа об условиях возникновения кавитации следует, что для бескавитационной работы турбины требуется иметь [c.164]

Развитие кавитации происходит постепенно по мере увеличения скоростей течения воды и высоты отсасывания, охватывает сначала малые области потока, а затем распространяется на все большие. Интенсивное развитие кавитации в турбинах недопустимо, так как при этом, как уже отмечалось выше, появляется вибрация машины, снижается к. п. д. и происходит быстрое разрушение деталей турбины, находящихся в области кавитации. Поэтому при выборе системы турбины и типа рабочего колеса, а также высот отсасывания стремятся к обеспечению бескавитационных условий работы турбины при всех режимах ее работы. Однако на практике полное исключение кавитации часто оказывается нерациональным, так как из-за этого пришлось бы значительно понизить отметку расположения турбины по отношению к нижнему бьефу и, следовательно, увеличить объем строительных работ в подводной части здания станции. Заводы Советского Союза обычно оговаривают в технических условиях на проектирование и изготовление турбин, что при эксплуатации турбин допускается такая кавитация, которая после двухгодичной работы вызывает лишь ограниченные повреждения элементов проточной части турбин, исправимые путем заварки на месте, без полной разборки агрегата. [c.165]

Работа турбины без кавитации или с малой степенью ее развития обеспечивается в первую очередь правильным выбором высоты отсасывания. При этом при подсчете высоты отсасывания необходимо пользоваться надежными кавитационными характеристиками турбины, полученными испытаниями при моделировании всех элементов ее проточной части или, по крайней мере, при моделировании рабочего колеса, его камеры и отсасывающей трубы. Чтобы уменьшить повреждения от кавитации, детали турбины, больше всего подверженные кавитации, изготовляются из особо стойких материалов, например из нержавеющей стали, содержащей 12—14% хрома, или покрывают их поверхность защитным слоем стойкого против кавитации материала. Хорошо противостоят кавитации по- [c.165]

Часто бывает, что установленные на гидроэлектростанциях турбины с первых дней эксплуатации обнаруживают недопустимую кавитацию, сопровождающуюся образованием центрального вихря за рабочим колесом, что вызывает сильную вибрацию всего агрегата. В этом случае для борьбы с кавитацией и предупреждения вихре-образования под рабочее колесо впускают воздух атмосферного или более высокого давления. При этом рекомендуется подводить воздух в зону, наиболее близкую к оси турбины. Воздух проникает в область центрального вихря и заполняет ее, несколько снижая вакуум в зоне кавитации. Тем самым кавитация уменьшается или полностью исключается. Для уменьшения или исключения кавитации можно также несколько увеличить потери энергии в отсасывающей трубе, что ведет, как показывает уравнение (127), к уменьшению кавитационного коэффициента турбины и тем самым делает возможным бескавитационную ее работу при существующих высотах отсасывания. [c.166]

При решении вопроса о выборе системы турбины в рассматриваемой области напоров следует руководствоваться следующими соображениями. Коэс )фициент полезного действия поворотнолопастной турбины сохраняет высокое значение при изменении напора и мощности в более широких пределах, чем это имеет место у радиально-осевой турбины. Кроме того, поворотнолопастная турбина обеспечивает большие, чем радиально-осевая турбина, мощности при напорах ниже расчетного. Стремление получить высокое значение к. п. д. радиально-осевой турбины приводит к ограничению ее режима работы сравнительно узким диапазоном напоров и мощностей и делает гидроэлектростанцию менее маневренной в эксплуатации. С другой стороны, по условиям кавитации поворотнолопастная турбина требует применения меньших, а иногда и отрицательных высот отсасывания, что приводит к большому заглублению основания отсасывающей трубы и увеличению строительной стоимости здания ГЭС. [c.203]

Шум может служить признаком возникновения кави тации, и часто акустические методы определения начала кавитации имеют преимущества перед визуальными из-за меньших субъективных ошибок. На рис. 6 представлены результаты определения числа кавитации турбины Каплана с помощью визуальных и акустических методов [14]. [c.20]

Нужно обратить внимание на следующее 1) значение а по опытному графику (см. рис. 5-8) в некоторой степени устанавливается на глаз 2) кавитационный срыв, по которому фиксируется а, свидетельствует о достаточгю сильно развитой кавитации если Оу лишь немного превышает сг, то это не всегда гарантирует отсутствие кавитации в турбине. В связи с этим при определении допустимой высоты отсасывания вводится коэффициент запаса по (5-16). [c.119]

При эксплуатации насосов, имеющих давление во всасывающем патрубке ниже атмосферного, возникает опасность кавитации. Кавитацией называется местное выделение из жидкости газов и паров (вскипание жидкости) с последующим разрушением (конденсацией и смыканием) выделившихся парогазовых пузырьков, сопровождающимся непрерывными гидравлическими микроударами высокой частоты, большими давлениями и температурами в центрах конденсации. Это явление ограничивает возможности действия насосов, турбин, а также гребных винтов. [c.144]

Бонди и Солнер (1935) предположили, что кавитация является причиной образования эмульсий. Это предположение принято как в общем верное еще задолго до введения понятий о нестабильности поверхностных волн. Кавитация — это образование в жидкости полостей с последующим их быстрым захлопыванием. Это явление известно в гидравлике уже более 60 лет. Всякий раз, когда мгновенное давление в какой-либо точке жидкости становится отрицательным, жидкость разрывается в этой точке, образуя пустоту, сразу же заполняющуюся паром самой жидкости или газами, растворенными в ней. Разрушение этйх полостей порождает ударные волны, действие которых в масштабах рассматриваемых точек весьма значительно. Кавитация иногда нежелательна (в частности, она вызывает износ гребных винтов кораблей, лопастей турбин), однако, в некоторых случаях ее стараются получить (например, для целей очистки). Обзор о действии кавитации в поле большой интенсивности звука был сделан недавно Сиротюком (1963), а некоторые общие вопросы можно найти в упомянутой выше литературе. [c.51]

При напорах выше 500—600 м в современных ГАЭС применяют трехмашинные агрегаты с ковшовыми турбинами (активными) и многоступенчатыми насосами. Однако процесс продвижения обратимых гидромашин в область более высоких напоров непрерывно продолжается. При этом возможны различные пути. Один — повышение напора радиально-осевой обратимой гидромашины. Из формулы (16-2) следует, что с увеличением напора должна расти и окружная скорость колеса. Например, чтобы получить Я =1000 м окружная скорость должна составлять 135— 150 м/с. С увеличением % быстро растут напряжения в рабочем колесе, повышается относительная скорость течения, что способствует возникновению динамических воздействий и кавитации. [c.294]

Приведенные зайисимости показывают, что с ростом быстроходности турбины коэффициент кавитации быстро увеличивается. [c.111]

Номенклатура турбин определяет рекомендуемый для использования в зависимости от напора ряд типов турбин (форм проточ-. ной части) с указанием их основных показателей относительных размеров, приведенных значений частоты вращения л , расхода Q и коэффициентов кавитации а. В настоящее время действует номенклатура осевых поворотно-лопастных и радиально-осевых турбин, которая периодически пересматривается и в дальнейшем в нее, очевидно, войдут и диагональные турбины. Номенклатура является основой для подбора турбин при проектировании гидроэлектростанции (дополнительно — см. [39]). [c.138]

Следует заметить, что как впуск воздуха, так и увеличение потерь энергии в отсасывающей трубе должны были бы привести к снижению к. п. д. турбины. Однако это практически не наблюдается и объясняется тем, что снижение к. п. д. турбины, вследствие уменьшения вакуума под рабочим колесом, меньше его снижения, вы. ываемого кавитацией. [c.166]

В подавляющем большинстве случаев для определения критического значения кавитационного коэффициента турбины при данном режиме ее работы пользуются методом срывных характеристик , основанном на том, что при развитых кавитационных явлениях происходит резкое падение мощности и к. п. д. модельной турбины. Практически испытания на кавитацию моделей радиальноосевых и пропеллерных турбин производят, сохраняя постоянными открытие лопаток на- [c.169]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология