Giáo trình phân tích quá trình giãn nở của hơi trong tầng trên hiệu suất tương đối dãy cánh động của động cơ p1 pdf

- 79 -





Nhỉ váûy, quạ trçnh nhiãût ca táưng túc bin âỉåüc biãøu thë trãn gin âäư i-s
(Hçnh.3.28a), âäúi våïi táưng phn lỉûc v (Hçnh 3.28b) âäúi våïi táưng xung lỉûc.

3 7. Hiãûu sút tỉång âäúi trãn dy cạnh âäüng ca táưng túc bin
Hiãûu sút tỉång âäúi trãn dy cạnh âäüng ca táưng l t säú ca cäng L
u
do 1kg
håi sinh ra trong táưng trãn âäüng nàng l thuút ca nọ E
o
:

η
OL
=
o
u
E
L

Phi nọi ràòng, khại niãûm vãư âäüng nàng l thuút âäúi våïi táưng túc bin tạch
riãng ra chỉìng mỉûc no âọ cọ tênh cháút quy ỉåïc.
Tháûy váûy, nhỉ â trçnh by trong pháưn 3-6, âäüng nàng khi håi âi ra khi táưng
túc bin cọ thãø âỉåüc coi l täøn tháút do âäü lm viãûc khäng hon thiãûn ca táưng áúy gáy
nãn. Trong lục âọ trong túc bin nhiãưu táưng âäüng nàng ca dng håi khi råìi khi táưng

áúy thỉåìng âỉåüc sỉí dủng (hon ton hồûc mäüt pháưn) trong táưng tiãúp theo. Cho nãn,
thêch håüp nháút nãúu hiãøu âäüng nàng l thuút ca táưng l täøng âải säú :
E
o
=
2
C
h
2
C
2
2
2o
2
o
o
χ−+χ
(3.81)
Trong âọ
2
C
2
o
o
χ pháưn âäüng nàng ca dng håi âem vo cọ thãø sỉí dủng trong
táưng ;


h
h

1
t
i

h'

1
t
i

ο
02
i

i

ο
0
1
1
i

i

i

2
p

2

2
2
t
s

0
2
h

t

ο
p

p

1
ο
i

1
h
ο
h
i

1
t
02

h
'

i

1
t
2
t
2
i

i

2

p

2
s

h
0
2
i

i

0
1

ο
t

p

1
ο
p

ο


H 3.28 Quạ trçnh gin nåí ca håi trong táưng trãn âäư thë i-s

a) b)
Giáo trình phân tích q trình giãn nở của hơi
trong tầng trên hiệu suất tương đối dãy cánh
động của động cơ

- 80 -





h
o
= h
o1
+ h

o2
- nhiãût giạng l thuút
2
C
2
2
2
χ
pháưn âäüng nàng ca dng håi khi ra khi táưng v cọ thãø dng cho táưng
tiãúp theo.
R rng l cạc hãû säú χ
o
v χ
2
cọ thãø dao âäüng trong giåïi hản tỉì 0 ÷ 1. Trỉåìng
håüp khi âäüng nàng ca dng håi ra khäng thãø sỉí dủng âỉåüc thç
χ
2
= 0, ngỉåüc lải, nãúu
âiãưu kiãûn cáúu tảo cho phẹp sỉí dủng hon ton âäüng nàng ca dng håi ra vo táưng
tiãúïp theo thç
χ
2
= 1.
Hiãûu sút tỉång âäúi trãn dy cạnh âäüng ca táưng s l :
η
OL
=
o
u

E
L
=
2
C
h
2
C
L
2
2
2o
1
o
o
u
χ−+χ

=
22
2
2
2
2
2
2
2
C
h
C

hchhh
C
o
o
o
Lco
o
o
χχ
χ
−+
∆−∆−∆−+
(3.82)
Hay l :
η
OL
=
22
222
2
2
2
2
2
2
22
2
2
2
2

C
h
C
C
hchh
C
h
C
o
o
o
Lco
o
o
χχ
χχχ
−+
+∆−∆−∆−−+

=
)1(
E
hc
E
h
E
h
1
2
o

2
o
L
o
c
χ−
∆
−
∆
−
∆
−

= 1 -
ξ
c
-
ξ
L
- ( 1 -
χ
2
)
ξ
c2
(3.83)
Cạc hãû säú ξ k hiãûu cạc âải lỉåüng täøn tháút tỉång âäúi
Âãø ràòng,
L
u

=
2
1
[ (C
1
2
- C
2
2
) + (W
2
2
- W
1
2
) ]
V
2
C
2
o
o
χ
+ h
o
=
2
1
[ (C
1t

2
+ (W
2t
2
- W
1
2
) ]
Ta viãút cäng thỉïc (3.82) dỉåïi dảng;
η
OL
=
2
1
2
t2
2
22
2
t1
2
1
2
2
2
2
2
1
WWCC
W

W
CC
−+χ−
−+−
(3.84)
Ạp dủng cäng thỉïc (3.69), ta tçm âỉåüc :
η
OL
=
2
1
2
t2
2
22
2
t1
2211
WWCC
)cosCcosC(u2
−+χ−
α+α


- 81 -

=
2
1
2
t2
2
22
2
t1
2211
WWCC
)cos
W
cos
W
(u2
+
+
(3.85)
Nhổợng cọng thổùc naỡy chổùng toớ rũng hióỷu suỏỳt trón caùnh quaỷt tuọỳc bin laỡ mọỹt
quan hóỷ phuỷ thuọỹc rỏỳt phổùc taỷp vaỡo tọỳc õọỹ cuớa doỡng hồi vaỡ hổồùng chuyóứn õọỹng cuớa
noù.
Bióứu thổùc tờnh hióỷu suỏỳt

OL
coù thóứ bióỳn õọứi theo daỷng sau õỏy :
Giaớ thióỳt cho rũng nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt cuớa tỏửng h
o
= h
oL

+ h
o2
coù thóứ bióứu thở
dổồùi daỷng õọỹng nng :
h
o
=
2
C
2
a

Trong õoù C
a
laỡ tọỳc õọỹ quay quy ổồùc (aớo) cuớa doỡng chaớy.
Thóỳ thỗ coù thóứ vióỳt :

OL
=
2
22
2
a
2
oo
2211
CCC
)ucos
W
cosC(u2

+


+

(3.86)
Nóỳu ta xeùt mọỹt trong caùc tỏửng trung gian cuớa tuọỳc bin nhióửu tỏửng, thỗ thổồỡng
coù thóứ chỏỳp nhỏỷn :

o
C
o
2

2
C
2
2

Ngoaỡi ra, ta thay :
C
1
=
1a
2
ooo
1CCh)1(2 +=+
trong õoù,

2

a
o
o1
C
C








=

Cuợng nhổ vỏỷy, õọỳi vồùi W
2
:
W
2
=

2a
2
1o
CWh2 +=+

trong õoù,
2
a

1
2
C
W








=

ỷt caùc õaỷi lổồỹng ỏỳy vaỡo trong cọng thổùc (3.86), ta tỗm õổồỹc :

OL
= 2








+++
aa
C
u

C
u
2211
cos1cos


hay laỡ, kyù hióỷu x
a
= u/c
a
, ta coù :

OL
= 2 x
a
(
)
a
x+++
2211
cos1cos

(3.87)
Dổồùi daỷng naỡy hióỷu suỏỳt trón caùnh quaỷt laỡ haỡm cuớa tyớ sọỳ tọỳc õọỹ x
a
= u/c
a
vaỡ õọỹ
phaớn lổỷc . Ngoaỡi ra, trong bióứu thổùc ỏỳy coỡn coù caùc goùc
1

,
2
vaỡ õaỷi lổồỹng
1
vaỡ
2
.

- 82 -





Nhổ õaợ bióỳt,
1
phuỷ thuọỹc õọỹng nng cuớa doỡng õi vaỡo tỏửng C
o
2
, coỡn
2
laỡ haỡm sọỳ cuớa
caùc bióỳn sọỳ W
1
, x
a
,

,

1
,

2
.
Trong mọỹt sọỳ trổồỡng hồỹp rióng bióứu thổùc cho hióỷu suỏỳt
OL
coù daỷng õồn giaớn
hồn.
Vờ duỷ :
Tỏửng xung lổỷc ( = 0 ), laỡm vióỷc vồùi tọứn thỏỳt hoaỡn toaỡn bồới tọỳc õọỹ ra, khọng sổớ
duỷng õọỹng nng cuớa hồi õi vaỡo tỏửng. Phổồng trỗnh (3.87) coù daỷng :


OL
= 2 x
a








+
a
1
2a1
C

W
cosxcos

= 2 x
a
()










+
ucosC
cos
W
1xcos
1a
21
a1

= 2 x
a
()

+
1
2
a1
cos
cos
1xcos
(3.88)
Bồới vỗ = 0, tọỳc õọỹ C
1
= C
a
cho nón cọng thổùc (3.88) cuợng coù thóứ vióỳt

OL
= 2

2
x
1
()

+
1
2
11
cos
cos
1xcos
(3.89)
trong õoù,
x
1
= u/x
1
- tyớ sọỳ tọỳc õọỹ voỡng trón tọỳc õọỹ thổỷc C
1
cuớa doỡng chaớy
Tyớ sọỳ tọỳc õọỹ õổồỹc xaùc õởnh tổỡ tam giaùc tọỳc õọỹ ồớ õỏửu vaỡo daợy caùnh õọỹng.
Caùc cọng thổùc (3.88) vaỡ (3.89) õọỳi vồùi hióỷu suỏỳt trón daợy caùnh cuớa tỏửng xung
lổỷc do giaùo sổ Banki chổùng minh vaỡ õổồỹc mang tón ọng.
Chuù yù rũng, khi chổùng minh caùc cọng thổùc trón, õaợ quy õởnh rũng, goùc vaỡo
trong caùnh quaỷt

1
khọng phaới laỡ õaỷi lổồỹng cọỳ õởnh, maỡ luọn thờch ổùng vồùi hổồùng õi
cuớa tọỳc õọỹ tổồng õọỳi W
1
.
Nóỳu coi hióỷu suỏỳt chố phuỷ thuọỹc vaỡo tyớ sọỳ x
1
, vaỡ giaớ thióỳt rũng hóỷ sọỳ khọng
phuỷ thuọỹc vaỡo x
1
, coỡn goùc vaỡo caùnh õọỹng luọn bũng

1
, tổùc laỡ

1
= const, thỗ õổồỡng
cong thay õọứi hióỷu suỏỳt coù daỷng parabọn (Hỗnh 3.29).
Parabọn cừt truỷc toỹa õọỹ ồớ caùc giaù trở x
1
=0 vaỡ x
1
= cos
1
, bồới vỗ taỷi caùc õióứm
naỡy
OL
= 0. Giaù trở cổỷc õaỷi cuớa hióỷu suỏỳt
OL

max
seợ õaỷt õổồỹc khi coù tyớ sọỳ tọỳc õọỹ tọỳi ổu.
Muọỳn vỏỷy, ta lỏỳy õaỷo haỡm d
OL
/dx
1
vaỡ cho bũng khọng, ta õổồỹc :
0)xx(cos
cos
cos
12
dx
d
111
1
2
2
1
OL
=

+=


tổỡ õỏỳy,
x
1
=
2
cos
1

(3.90)

- 83 -





Nhỉ váûy l, mún âảt
âỉåüc hiãûu sút cỉûc âải ca táưng
xung lỉûc, cáưn bo âm cho t säú
täúc âäü x
1
= u/c
1
= cosα
1
/2. Båíi vç
gọc

α
1
thỉåìng khäng låïn (
α
1
= 8
÷14
o
) nãn t säú täúc âäü täúi ỉu nàòm
vo khong 0,4 ÷ 0,5.
Âàût giạ trë x
1
ny vo cäng
thỉïc (3.89), ta cọ hiãûu sút cỉûc
âải trãn vnh cạnh âäüng ;


⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
β
β
ψ+α
ϕ
=η

1
2
1
2
2
maxoL
cos
cos
1cos
2
)(

Âỉåìng cong hiãûu sút
dảng parabän cng âỉåüc xạc âënh
bàòng âënh lût thay âäøi cạc täøn tháút trong äúng phun, cạnh âäüng v täøn tháút båíi täúc âäü
ra ty thüc vo t säú täúc âäü x
1
. Biãøu thë cạc täøn tháút bàòng mäüt pháưn nàng lỉåüng l
thuút v trỉì täøng cạc täøn tháút áúy våïi mäüt, ta s âỉåüc âỉåìng cong hiãûu stú trãn cạnh
âäüng ca táưng nhỉ nhau (H 3.29).
Âäư thë ny cho ta tháúy täøn tháút båíi täúc âäü phủ thüc nhiãưu nháút vo t säú täúc
âäü x
1
. Våïi cng x
1
hiãûu sút cỉûc âải s

âảt âỉåüc khi täøn tháút täúc âäü ra l bẹ nháút.
Vê dủ 2 :

Mäüt trỉåìng håüp khạc vãư hiãûu sút l våïi táưng phn lỉûc cọ âäü phn lỉûc
ρ
= 0,5.
Trong trỉåìng håüp ny cạnh hỉåïng v cạnh âäüng thỉåìng âỉåüc chãú tảo sao cho
α
1
=
β
2
, cn täúc âäü W
2
= C
1
. Ngoi ra, cọ thãø cháúp nháûn
ϕ
=
ψ
. Âäúi våïi táưng phn lỉûc
trung gian χ
o
= χ
2
= 1. Trong trỉåìng håüp ny cäng thỉïc (3.87) âỉåüc biãún âäøi sang
dảng :

η
OL
= 2x
a
⎟

⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
−
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+αϕ
a
2
a
1
1
x
C
W
2
1
cos2

(3.91)
Chụ ràòng, trong trỉåìng håüp ny :

⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
ϕ
=−
ψ
+−
ϕ
=
2
1
2
2
1
2
2
2
2
2
2
1

2
1
2
a
W
C
C
W
W
C
C

Váûy, sau khi biãún âäøi , ta tçm âỉåüc ;
1
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,90,70,60,50,40,30,20,10
η
0,8
0L
x1
0L
η
Hçnh 3.29 Sỉû phủ thüc hiãûu sút ca
táưng xung lỉûc vo t säú x
1

=u/C
1