Турбодетандеры рабочее колесо

Подшипники нагнетателя подсоединяют к торцам нижней половины корпуса вертикальными корытообразными фланцами. Со стороны всасывания расположен опорный подшипник 2, а со стороны турбодетандера — опорно-упорный 11. Ротор 3 имеет четыре рабочих колеса нагнетания 4 и два турбинных 9 (турбодетандера). Колесо нагнетания состоит из диска, покрышки и лопаток. Лопатки коробчатого сечения штампуют из специальной листовой стали и крепят к дискам и покрышкам при помощи заклепок из нержавеющей стали. Колесо турбодетандера состоит из набора рабочих лопаток, профильные хвосты которых входят в паз диска. Замковую лопатку крепят заклепкой. По наружному диаметру турбинного колеса расположены бандажные леиты, которые одевают на хвосты лопаток, после чего хвосты расклепывают. Подвод газа к колесам осуществляется через сопловой аппарат 10. Вал ротора гибкий с критическими числами оборотов около 2800 и 10 550 об/мин — изготовлен из коррозионноустойчивой стали с высоким запасом прочности. Каждое колесо после сборки и окончательной обработки статически балансируется, а ротор в собранном виде подвергается динамической балансировке. Для уменьшения осевого усилия ротора на валу между четвертым колесом нагнетателя и первым колесом турбодетандера установлен думмис 8. [c.281]

Ступень турбодетандера образует два основных рабочих элемента - неподвижный направляющий аппарат (сопловый аппарат) и вращающееся рабочее колесо. [c.129]

Итак, принцип действия турбодетандера заключается в осуществлении процесса расширения газа с совершением внешней работы путем полного или частичного преобразования энергии сжатого газа в кинетическую энергию в направляющем (сопловом) аппарате и последующего преобразования энергии газа в механическую работу во вращающемся рабочем колесе. Этот процесс сопровождается понижением энтальпии газа, т.е. получением холода и передачей внешнему потребителю механической энергии. [c.129]

Турбодетандер состоит из бронзового литого корпуса (улитки), к которому крепится направляющий аппарат, и ротора, представляющего собой вал с рабочим колесом из алюминиевого сплава. [c.340]

Значения tio,i у турбодетандеров крупных воздухоразделительных установок (диаметры рабочих колес 1=2004-250 мм) и паровых и газовых турбин двигателей близки и достигают 85—90%. [c.94]

В нижней половине корпуса расположены краны для спуска конденсирующейся НЫОз. Внутри корпуса литые диафрагмы. На роторном валу восемь рабочих колес и турбодетандер [c.36]

В зависимости от направления потока газа различают осевые и радиальные турбодетандеры. В первых поток в основном движется вдоль цилиндрических поверхностей, оси которых совпадают с осью вращения колеса. В радиальных центробежных турбодетандерах газ движется от оси рабочего колеса к периферии, а в центростремительных — в обратном направлении. Особенностью работы радиальных турбодетандеров является то, что в рабочем колесе газовый поток, расширяясь, производит работу в поле центробежных сил. При прочих равных условиях это приводит к уменьшению скорости выхода газа из колеса такого детандера по сравнению с осевым. Из-за этого эффекта в центростремительных турбодетандерах на рабочих колесах применяют повышенные перепады давления газа. [c.41]

Рис. 3.11. Нагнетатель типа 540-41-1 (продольный разрез) i -корпус 2— вал 3 —рабочее колесо 4 — диффузор 5 — лопатка рабочего колеса 6 — турбодетандер.

Турбодетандеры выпускаются двух типов — активные и реактивные (активно-реактивные). В турбодетандерах активного типа воздух полностью расширяется в направляющем аппарате и поступает на вогнутые поверхности лопаток колеса. Здесь кинетическая энергия воздуха превращается в механическую работу. Воздух отводится из турбодетандера по центральному патрубку. В реактивных турбодетандерах расширение воздуха происходит частично в направляющем аппарате, а частично на лопатках рабочего колеса. Поэтому реакция струи воздуха обусловливает возникновение на роторе добавочного окружного усилия. [c.86]

Схема реактивного (активно-реактивного) турбодетандера показана на рис. П1-27,б. В реактивном турбодетандере расширение газа и снижение его давления от Р до Рг происходит во всей проточной части машины, т. е. в направляющем аппарате и рабочем колесе. В этом случае работа производится не только за счет изменения направления потока газа, вы.ходящего из направляющего аппарата, но и за счет реакции струй, проходящих через лопатки. Поэтому длина лопаток рабочего колеса в реактивных турбодетандерах большая и отношение / г равно примерно 0,3—0,4. [c.87]

Теплоемкость воздуха весьма низкая. Поэтому для отвода значительных теплопритоков надо пропускать через холодильную машину большое количество воздуха. Это приводит к тому, что поршневые машины становятся очень громоздкими. Выгоднее применять турбодетандеры и турбокомпрессоры. В турбодетандере сжатый газ подается на лопатки рабочего колеса (турбины), вращая его с большой скоростью (до 5000 оборотов в секунду). [c.22]

Если ротор жесткий, то место приложения сил не играет существенной роли и гидромеханические силы в смазочном слое подшипников и в каналах рабочих колес, а также электромагнитные силы могут быть объединены. Тогда уравнения (1) — (10), описывающие движение статически ненагруженных роторов с жидкостной смазкой подшипников, остаются справедливыми, если в них вместо величины угловой скорости (о ввести со/, где / — некоторый коэффициент, причем / > 1 при действии дополнительного возбуждения по вращению ротора / < 1 при противоположном направлении этого возбуждения. В первом случае частота автоколебаний, отнесенная к угловой скорости ротора, повышается, а во втором — снижается. При этом в обоих случаях движение статически ненагруженных роторов остается неустойчивым. При наличии стабилизирующих факторов — статической нагрузки, гидростатической подачи смазки и пр. названные виды возбуждения могут проявляться весьма различным образом. В турбинах и других машинах, где / > 1, воздействие рабочей среды берет на себя значительную часть дополнительных сил демпфирования и упругости и тем самым существенно снижает устойчивость. Это непосредственно следует из приведенного ниже уравнения (17) гл. IV, в котором повышение величины О равносильно возрастанию параметра /. Известны случаи, когда по этой причине роторы оказывались неустойчивыми даже при большом статическом эксцентрицитете цапф вплоть до Хо = 0,9. Особенно неустойчивы низкотемпературные турбодетандеры, перерабатывающие газ в его состоянии, близком к конденсации паров. [c.130]

При построении модели в наиболее удобном, меньшем или большем масштабе воспроизводятся основные интересующие узлы машины и всемерно упрощаются другие ее узлы, не подлежащие изучению. Так, исследуя колебания роторов, возбуждаемые действием смазочного слоя, можно упростить ротор и построить его с дисками вместо рабочих колес, исключив тем самым влияние рабочей среды на его колебания. Наоборот, при изучении возбуждающего действия рабочей среды ротор монтируется на подщипниках качения, обладающих сравнительно простыми динамическими свойствами. Расчеты собственных частот относительно коротких роторов миниатюрных турбодетандеров полезно корректировать осциллографированием затухающих после удара собственных колебаний модельных роторов большего размера. При этом используется то свойство моделирования, что при соблюдении геометрического подобия собственная частота понижается пропорционально возрастанию размеров модели. [c.273]

Устойчивость колебаний зависит от нагрузки машины по ее мощности. Производственники не любят недогруженных турбомашин, считая их недостаточно устойчивыми. Действительно, увеличение нагрузки во многих случаях стабилизирует колебания роторов, что объясняется положительным влиянием возросшей статической нагрузки подшипников. Вместе с тем повышение нагрузки турбомашины сопровождается увеличением возмущающих гидромеханических сил в проточной рабочей части машины, что даже может вызывать автоколебания роторов, сходные с теми, которые возбуждаются под действием смазочного слоя подшипников скольжения. Неоднократно наблюдалась вполне устойчивая работа турбодетандеров без нагрузки или же с нагрузкой в пределах 20—40% номинальной мощности. При повышении нагрузки этих машин возникали интенсивные автоколебания роторов, приводившие к поломкам уплотнений, подшипников и даже рабочих колес. При снижении нагрузки устойчивость движения роторов восстанавливалась. [c.279]

Капица создал новую конструкцию, которая, по словам изобретателя, была как бы компромиссом между водяной и паровой турбиной . Главная особенность турбодетандера Капицы в том, что воздух в пей расширяется не только в сопловом аппарате, но и на лопатках рабочего колеса. При этом газ движется от периферии колеса к центру, работая против центробежных сил. [c.138]

Энергия, развиваемая каждым турбодетаидером, снимается одноступенчатой газодувкой, рабочее колесо которой насажено на вал турбодетандера. Вал турбодетандера — на газовых опорах, в которые через фильтры с высокой степенью фильтрации подается гелий. Размещение турбодетандеров на крышке блока охлаждения удобно для монтажа и эксплуатации. [c.58]

Назначение турбодетандера — преобразовывать часть энергии потока сжатого газа в работу, снимаемую с вала детандера при этом энтальпия снижается, и расширяющийся газ охлаждается. В турбодетандерах это преобразование происходит в направляющем аппарате и рабочем колесе. [c.146]

Кинетическая энергия струй газа, выходящих из направляющего аппарата, на лопатках рабочего колеса при постоянном давлении преобразуется в механическую работу. На лопатках активного турбодетандера расширения газа практически не происходит (рг = Рм)- Отношение внутреннего диаметра лопаточного венца колеса к наружному [c.147]

Характер изменения скоростей газа в турбодетандерах двух описанных типов показан на рис. 100. Абсолютная скорость газа с на входе в рабочее колесо немного меньше скорости при выходе из направляющего аппарата (в результате потерь в зазоре). Как видно из графика скоростей, ее величина для активного турбодетандера значительно больше, чем для активно-реактивного. [c.147]

При течении газа через рабочее колесо его абсолютная скорость является геометрической суммой окружной скорости и и относительной ш. Направления и величины этих скоростей (треугольники скоростей) на входе в колесо и выходе из него для машин обоих типов показаны на рис. 100. Как видно из графика скоростей, ход изменения относительной скорости хю газа в каналах рабочего колеса активного к активно-реактивного турбодетандеров совершенно различен. В первом случае величина т несколько уменьшается в результате трения (при- [c.147]

Рис. 99. Схема турбодетандера активно-реактивного типа / — направляющий аппарат 2 — рабочее колесо

Абсолютные скорости с в направляющем аппарате и относительные скорости ш в рабочем колесе активно-реактивного турбодетандера значительно ниже (рис. 99). [c.151]

В активном турбодетандере, в котором давления до рабочего колеса и после него равны (р2=рм) это явление практически отсутствует. В реактивном турбодетандере, где ри>р2, некоторая часть газа перетекает через лабиринтные уплотнения. Связанную с этим потерю можно снизить, улучшив лабиринтное уплотнение и уменьшив зазоры. [c.151]

Степень реактивности активного турбодетандера р очень мала, так как в этом случае Рм Р2- Чем больше перепад энтальпий в рабочем колесе, тем выше степень реактивности. Изменение значения р влияет, [c.152]

Активные турбодетандеры особенно чувствительны к попаданию в рабочее колесо жидкого воздуха. Это может произойти при нарушении температурного режима работы аппарата. В реактивных машинах, которые по конструкции ближе к гидравлическим турбинам, образование жидкого воздуха не приводит к значительным вибрациям и опасности не представляет. Выделение твердой двуокиси углерода и льда, напротив, более опасно для реактивной турбины, чем для активной. На твердые частицы действует не только поток газа, влекущий их к центру, но и силы инерции, отбрасывающие их к периферии и в зазор между направляющим аппаратом и рабочим колесом. В результате твердые частицы вместе с металлической пылью, полученной при эрозии лопаток, циркулируют в каналах, вызывая износ. В этом случае, чтобы отогреть турбодетандер, на короткое время закрывают вход и выход газа, не включая мотор-генератор. Ротор, перемешивая газ, нагревает его, что приводит к очистке каналов ротора. [c.158]

Нагнетатель представляет собой одноступенчатую центробежную машину с консольным расположением рабочего колеса и с осевым подводом газа. Ротор нагнетателя соединен с шестерней редуктора зубчатой муфтой. Топливом газотурбинного агрегата служит природный газ. Запуск агрегата осуществляется турбоден-тандером, который является активной турбиной с двухвенечным колесом. Он приводится в работу от природного газа. Расширенный газ выбрасывается в атмосферу через дымовую трубу или сжигается. После пуска агрегата турбодетандер отключают и останавливают. Нормальные условия работы агрегата обеспечиваются контрольно-измерительными приборами, системами автоматического регулирования и защитными устройствами. [c.292]

В турбодетандерах процесс преобразования энергии рабочего тела в работу с одновременным понижением энтальпии осуществляется последовательно в каналах направляющего аппарата и рабочего колеса, составляющих ступень турбодета т-дера. [c.92]

В ступени турбодетандера рабочее тело проходит мел<лопаточные каналы направляющего аппарата, где происходит его расширеншг. давление падает, скорость и кинетическая энергия возрастают. Далее рабочее тело направляется в рабочее колесо, где кинетическая энергия через лопатки, диск и вал отводится из системы. При этом [c.92]

На рис. 3.11 изображен продольный разрез одноцилиндрового, 1етырехступенчатого центробежного нагнетателя типа 540-41-1 со 5Строенным турбодетандером [21]. По технологической схеме [1], нитрозный газ (8—12 объемн.7о N0 + ЫОз, 8—6 объемн.% 0 , остальное N2) из газового холодильника с температурой 50°С че-зез всасывающий патрубок подводится к рабочему колесу 1 стукни. Затем он проходит диффузор и направляется к рабочему [c.87]

Импортный центробежный компрессор Производительность 19 000 д(3/ч, число оборотов 8 220 в 1 мин Корпус литой с рубашкой охлаждения. В нижней половине корпуса расположены краны для спуска конденсирующейся НЫОз, внутри корпуса литые диафрагмы, на роторном валу 8 рабочих колес и турбодетандер Отечественные центробежные компрессоры Производительность 480 м мин, число оборотов 8100 в 1 мин Одноцилиндровый четырехступенчатый аппарат с промежуточным пластинчатым газоох-ладителем [c.95]

На рис. 111-27, а показана с.хема активного турбодетандера и. график изменения давления газа. Газ с начальным давлением Ри проходя через сопла направляющего аппарата, адиабатно расщи-ряется до давления Рм, равного конечному давлению Р2. Кинетическая энергия струй газа, выходящих из направляющего аппарата, на лопатках рабочего колеса при постоянном давлении преобразуется в механическую работу. Поскольку расширения газа [c.87]

Турбодетандеры установок АКт-15, АКтК-16, Кт-12 представляют собой одноступенчатые радиальные центростремительные реактивные турбины типа ТДР. Торможение турбодетандеров обеспечивается асинхронными электродвигателями, которые работают в генераторном режиме и отдают энергию в сеть. Рабочее колесо турбодетандера выполняется из алюминиевого сплава, направляющий аппарат и корпус латунные. Для защиты от разноса при неожиданном выключении электроэнергии турбодетандер (рис. III-29) снабжен быстродействующим клапаном, который автоматически прекращает подачу воздуха на лопатки. [c.144]

Предусмотрены специальные меры, чтобы предотвратить попадание воздуха в водород (и наоборот). Чистый газообразный водород поступает под давлением в лабиринтное уплотнение, находящееся рядвм с рабочим колесом турбодетандера, а азот подается в аналогичный лабиринт, расположенный у рабочего колеса воздуходувки. Давление поступающих в лабиринтные уплотнения азота и водорода несколько выше максимального давления в турбодетандере и в воздуходувке. Небольшое количество теплого водорода попадает в турбодетандер и смешивается с холодным водородом, а некоторое количество азота попадает в воздуходувку. Смесь масла с водородом или азотом удаляют из полостей, расположенных меаду двумя лабиринтными уплотнениями. [c.111]

Рис. 2. Турбодетандер 1 — направляющий (сопловой) аппарат г — рабочее колесо 3 — входная улитка 4 — выходной патрубок б—лабиринтные уилотнения 6 —редуктор.

Чаще всего автоколебания как жестких, так и гибких роторов возникают в виде слабых, на первый взгляд безобидных пульсаций, которые, однако, в течение нескольких десятых долей секунды могут возрастать до опасной величины. Такие колебания, совершавшиеся роторами различных турбодетандеров, локазаны на осциллограммах (рис. 64). Здесь на осциллограмме а) две кривые показывают колебания колеса ротора относительно корпуса в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, а на осциллограмме б) кривая выражает колебания только в одной плоскости. В начале показанной записи (слева) видны синхронные вращению ротора вынужденные колебания, на которые накладываются слабые автоколебания. Через несколько всплесков на записи видно бурное возрастание автоколебаний, амплитуда которых превысила 0,6 мм (осциллограмма б) или даже 0,9 мм (осциллограмма а). Это привело к разрушению лабиринтных уплотнений и повреждению рабочего колеса и подщипников. Более обычны случаи, когда возрастание самопроизвольно начавшихся автоколебаний само же и прекращается, и тогда устанавливаются автоколебания с определенной, устойчивой амплитудой — автоколебания с предельным циклом. [c.279]

В радиальных центробежных турбодетандерах меньше, чем в центростремительных. К- п. д. центробежных турбодетандеров также несколько ниже, чем у центростремительных. По-види мому, единственным случаем, когда центробежный турбодетандер предпочтительнее центростремительного, является установка, не имеющая последней ступени дросселирования. В этом случае применение центробежного турбодетандера позволит устранить возврат жидкости, которая может сконденсироваться в рабочем колесе, к окружности входа в колесо ). [c.75]

В технике используются активные, реактивные и активно-реактивные турбодетандеры. В активных турбодетандерах воздух полностью расширяется в направляюихем аппарате (и затем поступает на лопатки рабочего колеса), а реактивных — в соплах рабочего колеса, в активно-реактивных — частично в направляющем аппарате, а частично — в соплах рабочего колеса. [c.82]

На рис. 28 представлена схема турбодетандера ТДР-14, установленного в воздухоразделительном агрегате БР-1. Турбодетандер служит для приведения в действие короткозамкнутого асинхронного электродвигателя. Произвбди-тельность турбодетандера — 15 ООО м /ч при скорости вращения вала 5500 об1мин. Турбодетандер состоит из следующих основных частей корпуса /, рабочего колеса 2, направляющего аппарата 3 и втулки 4, насаженной на вал 5. [c.82]

На рис. 98 дана принципиальная схема турбодетандера активного типа и график, на котором показано изменение давления газа при про-.чождении его через каналы направляющего аппарата и каналы между лопатками рабочего колеса. [c.147]

Расширение газа и падение давления от р до рг происходит во всей проточной части машины, т. е. и в направляющем аппарате /ив рабочем колесе 2. Абсолютная скорость так же, как и в активной машине, возрастает в направляющем аппарате и падает в каналах рабочего колеса, но максимальная ее величина обычно меньше критической скорости. Вследствие перепада давления Ар = р — рг и преобразовя-ния его в скорость струя в канале между лопатками рабочего колеса движется с ускорением относительно лопаток и, (Следовательно, возникает реакция струи, обусловливающая появление на роторе добавочного окружного усилия. Работа совершается уже не только в результате изменения направления потока газа, выходящего с большой скоростью из направляющего аппарата, но и под воздействием реакции струи, истекающей из межлопаточных каналов. Поэтому отношение = 02/0]. для реактивного турбодетандера составляет около 0,3—0,4 (длинные лопатки). [c.147]

Принципиально активные и реактивные машины отличаются выполнением направляющего аппарата и рабочего колеса. В активном турбодетандере каналы направляющего аппарата в соответствии с их назначением выполняют как сопла Лаваля с длинной расширяющейся частью, а длина лопаток рабочего колеса невелика, что необходимо для уменьшения потерь от трения. В реактивных турбодетандерах, наоборот, направляющие лопатки выполняют так, чтобы каналы были сравнительно короткими и суживающимися, а рабочие лопатки, образующие каналы для расширения воздуха, — удлиненными, причем сам1 каналы хотя и расширяются в осевом направлении от периферии к центру (рис. 96—98), но площадь их сечения уменьшается, так как к центру каналы сужаются. [c.150]

В качестве примера рассмотрим конструкцию реактивного турбо-детандера ТДР-14, предназначенного для блоков разделения низкого давления производительностью 12500 м ч кислорода, разрез которого представлен на рис. 103. Количество воздуха, проходящего через машину при нормальных условиях составляет 15000 м 1ч, давление входящего воздуха равно 0,58 Мн/м (5,8 ат), выходящего 0,14 Мн1м. (1,4 йг) скорость вращения рабочего колеса 5500 об/мин адиабатный к. п. д. турбодетандера составляет 0,8—0,82. [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология