> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Творцами теории Т

Творцами теории Т

Творцами теории Т. необходимо считать лиц, перечисленных выше в историческом очерке; из более новых деятелей в этой области заслужи вагот упоминания: Брауэр (Вгаиег), Пфарр (Pfarr),~ Пражиль (Prasil), Тона (Thoma), Г. Лорепц (Н. I.orenz), Р. Лорепц, Цеппер (Zeuner), Т-Саплап (Kaplan), Мизео (v. Mises), Банки (Bank!), Бауэрс-фельд (Bauersfeld).

Законченное развитие получила так называемым одноразмерная теория вод. Т., но в последнее время“ при создавшейся возможности более детального изучения движения воды в турбинпом механизме, выяснилась ее недостаточность, благодаря чему выдвинута на очередь разработка двухразмерной и трехразмерной теории.

Одноразмерная теория исходит из пол )жепия, что все частицы воды обладают одним и тем же запасом энергии при входе в Т. и при выходе из нее и оставляют таким обр. в ней одно и то же количество энергии; далее предполагается, что траектории отдельных частиц жидкости при прохождении Т. близко одинаковы, в зависимости с чем одинакова и полезная отдача энергии, превращаемой ей в механическую работу. Это позволяет заменить движение всей массы воды через Т. движением одной средней струйки, применяя к нему обычные уравнения гидравлики. Одноразмерная теория учитывает т. паз. нормальный ход, соответствующий наименьшим потерял! энергии воды в Т., для чего считают необходимым безударный вход в рабочее колесо и нормальный выход, т.-о. вход без резких изменений скорости по величине и по направлению и выход во всасывающую трубу — в направлении ее оси, с целью устранения водоворотных движений в последней. В результате получается ряд следующих основных зависимостей:

75 N=e%(QH; и{с cos α= etgH;

81П ot|

2 cos a sin (а -}- at)

V 2 gH;

И, :

vm.

У 2 cos а am aj ®

Здесь TV—число лошадиных сил данной Т., Q— секундпый расход воды в куб. метрах, Н—действительный напор в метрах, то есть удельное количество энергии, каким располагает установка при входе в турб. камеру относительно нижнего уровня, у — вес одного куб. метра воды=1.000 килограммов, е2— механический ко-

Фигура 19.

эфф. полезн. действия Т., учитывающий как гидравлические, так и механические потери (в опорах и т. и.), гv —гидравлический коэфф. пол. д., учитывающий только гидравлические потери, g — ускорение силы тяжести, И — поступательная скорость (в метрах) рабочего колеса в точке входа в него средней струйки, с — абсолютная скорость вступления средней струйки на раб. кол., a— уго наклона лопатокнаправляющего аппарата, а{ — угол накл. лопаток рабочего колеса к окружности.

При располагаемом Н для желаемой мощпо-сти N вычисляют требующийся расход Q при заданной на основании опытов данной величине е2; затем, задаваясь в известных пределах углами а и ocj, отношением входного и выходного диаметров рабоч. колеса, степенью расширения всасывающей трубы, ее длиною и скоростью выхода из нее воды, а, значит, и величиною связанной с ней потери кинетической энергии, определяют основные размеры Т., после чего приступают к выбору криволинейных поверхностей лопаток направл. аппарата и рабочего колоса с тем, чтобы они, удовлетворяя основным размерам, давали возможную плавность течения воды с минимальными вредными потерями энергии. Правильное сочетание размеров достигается только путем продолжительного опыта.

Закон подобия в применении к Т. приводит к независимости коефф. Sj от размеров последней и от напора //, благодаря чему получается нижеследующая зависимость числа оборотов от мощности Т. N и напора //:

неличина <р носит название коэффициента быстроходности, или удельного числа оборотов (в иностранной литературе обозначаемого буквою ns), она весьма ярко характеризует некоторый определенный тип Т., могущий быть повторяемым в различных подобных друг другу размерах различной мощности и работающих при различных напорах. Нетрудпо видеть, чго величина есть не что иное, как число оборотов Т. данного типа таких размеров, которые при одном метре напора дают одну лошадиную силу мощности. Из сопоставления основных зависимостей Т. с выражением для » легко придти к заключению, что увеличения числа оборотов при данном напоре возможно достигнуть увеличением <р и уменьшением мощности. Опытами установлена возможность получения в Т. Френсиса значений для <р в пределах от 70 (низший предел, тихоходный тип) до 550 (сверхбыстроходный тип); для Т. Каплана и аналогов—до 800 — 3.000 и более.

Вообще говоря, большие значения для ср получаются уменьшением входного диаметра раб. колеса по отношению к выходному, увеличением отношения площади входного сечения всас. трубы и площ. выходного, увеличением угла а, уменьшением угла а, сокращением числа лопаток и возможно полным устранением вредных потерь энергии. Увеличения и возможно достичь также уменьшением мощности отдельного рабочего колеса, что приводит к необходимости ставить кратные Т. на одном валу (фигура 11).

Коефф. е2 для хорошо выполненных конструкций лежит в пределах 0,80— 0,85, по для больших единиц может доходить до 0,00 и даже выше. Коэфф. е4 — больше ц на 0,2 — 0,3. Встречающаяся на практике в выполненных установках наибольшая мощность одной единицы достигает 50.000 лошадиных сил, имея тенденцию к дальнейшему увеличению; так, в проекте установки Днеиростроя предвидится мощность отдельных единиц в 80.000 лот. сил.

Одноразмерная теория не дает определенных зависимостей для ненормального режима Т., т -е. для работы Т. при измененном против нормального числа оборотов или измененной мощности (соотв. Q). Разыскивание устанавливающихся при этом зависимостей между изменяющимися и, N, е2, Q производится путем опытов, в результате которых получаются т. н. характеристики. Главные характеристики дают зависимости при переменном и и постоянном открытии, т.е. постоянном положении лопаток паправл. аппарата (фигура 18); рабочие характеристики дают зависимость при переменном открытии (или перем. мощности) и постоян» пом и (фигура 19); универсальные характеристики стремятся совместить все данные на одном чертеже (фигура 20). Но данным характеристики получают наглядную картину свойств Т. Чем больше е2 абсолютно и чем мепыпо и медленнее он падает при изменении открытия или мощности, тем ценнее качества данного типа.