Способ определения диаметра капель
(»1 450983
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 28.09.73 (21) 1965548/24-6 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 25.11.74. Бюллетень ¹ 43
Дата опубликования описания 02.06.75 (51) М. Кл. G Olm Sf00
G Оlп 15/00
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений (53) УДК 621.165(088.8) и открытий (72) Автор изобретения
Н. Н. Ермашов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАМЕТРА КАПЕЛЬ
Изобретение относится к паротурбиностроению и может быть использовано при исследовании потоков в ступенях, работающих на влажном паре.
В таких ступенях важно знать диаметры капель, срывающихся с рабочих лопаток, их законы движения, так как именно эти капли приводят к эрозионному износу рабочих лопаток в турбине.
Известный способ измерения диаметров капель крупнодисперсной влаги за рабочим колесом в турбине с использованием прибора со слоем окиси магния, нанесенным на пластину, широко применяется в тех отраслях техники, где скорость движения капель сравнительно небольшая, а скоростной напор потока не превышает 100 мм вод. ст. Однако при большой скорости капля, попадая на пластину, дробится и значительно изменяет размер отверстия в слое окиси магния, а это приводит к искажению результатов измерения.
Кроме того, при скоростном напоре потока больше 100 мм. вод. ст. пленка окиси магния срывается потоком, поэтому в высокоскоростных потоках этим способом нельзя измерить диаметр капель.
По предлагаемому способу для повышения точности измеряют направление движения паровой фазы a„и капель а на участке, где разность Ла= (а„— а,) не превышает 0,7
Ла в выходном сечении рабочего колеса, а затем находят диаметр капель по уравнению движения последних в потоке пара.
5 На фиг. 1 показаны траектории движения капель после срыва их с одного радиуса колеса; на фиг. 2 — изменение разности в углах движения капли и потока пара вдоль оси турбины; на фиг. 3 — по оси абсцисс отложе10 на ошибка в определении диаметра капель
Ad
d, а по оси ординат — отношение разности углов Ла; движения капли аи и пара а„к этой же величине на выходе из рабочего ко15 леса.
На фиг. 1 приняты следующие обозначения:
1 — траектория пара, 2 — траектория капель диаметром d=5 мкм, 3 — траектория капель диаметром d=á мкм, 4 — траектория капель
20 диаметром d=8 мкм, 5 — траектория капель диаметром d=10 мкм, б — траектория капель диаметром d=12 мкм, 7 — траектория капель диаметром d=15 мкм, 8 — траектория капель диаметром d=20 мкм, ось Z на25 правлена по оси турбины, осп U — по вращению рабочего колеса.
Эти данные получены на следующем режиме работы ступени: Ро — — 0,18 бар, Р— — 0,35 бар, Уо — — 0,05, Y=0,10. Окружная скорость в
ЗО месте срыва капель U=400 з1/сек, 450983
На фиг. 2 приняты следующие обозначения: 9 — траектория капель диаметром d=
=5 мкм, 10 — траектория капель диаметром
d=6 мкм, 11 — траектория капель диаметром d=8 мкм, 12 — траектория капель диаметром d= 10 мкм, 13 — траектория капель диаметром d= 12 мкм, 14 — траектория капель диаметром d= 17 мкм, 15 — траектория капель диаметром d=20 мкм.
По предлагаемому способу измеряют газодинамические параметры потока и направление движения капель в такой зоне участка рассогласования, которая с максимальной возможной точностью позволяет определить диаметр капель.
Ьа;
Эта зона определяется отношением
><; gg и составляет не более 0,7, где Ап; является разностью между направлением движения капли и пара в измеряемом сечении, а
An ...— эта же разность при выходе потока из рабочих лопаток. При этом направление движения капель можно определять по отпечаткам капель на инородном теле, например покрытом краской шаре, помеще|шом в поток на пути движения капель.
Точность в определении диаметра капель оказывается различной, если использовать необходимые для этого способа данные на участке рассогласования, взятые на разных расстояниях от выходных кромок.
Предлагаемый способ уточняет место измерения газодинамических параметров потока и направления движения капель, позволяющее определить диаметр капель с максимально возможной точностью.
Изменения направления движения капли на участке рассогласования происходит неравномерно (см. фиг. 1).
Из фиг. 1 и 2 видно, что изменение направления движения капли сравнительно мало в начальной зоне, которая располагается непосредственно за выходными кромками, затем оно резко увеличивается.
Как показали экспериментальные исследования по определению направления движения капель за рабочим колесом турбины с помощью шаровой гребенки, точность измерения направления движения капель этим способом обеспечивается +-5 .
В этом случае погрешность в измерении диаметра капель определяется зависимостью (см. фиг. 3), полученной на основании обоб10 щения данных по направлению движения капель и потока пара. Из фиг. 3 следует, что на начальном участке ошибка в определении диаметра капли может превышать 100, а затем она резко уменьшается и при An; = 0,7
15 Аа„„, достигает только 30 /о. В дальнейшем она мало меняется.
При исследованиях потока влажного пара в турбинных ступенях для измерения диа20 метра капель точность 70О/о обычно оказывается достаточной. Поэтому для обеспечения точности определения диаметра капли не менее 70 /о измерение параметров потока пара и направление движения капли производят в
25 такой зоне участка рассогласования, где разность между направлениями движения пара и капли составляет не более 0,7 от значения при выходе из рабочих лопаток.
Предмет изобретения
Способ определения диаметра капель в потоке пара, преимущественно на выходе из раN бочих лопаток паровой турбины, включающий измерения газодинамических параметров потока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют направление движения паровой фазы сс и капель а, на
40 участке, где разность Ла= (a, — а„) не превышает 0,7 Аа в выходном сечении рабочего колеса, а затем находят диаметр капель по уравнению движения последних в потоке пара.
