Optimal values of the angle of exit of the flow from the nozzle apparatus radial-axial turbine, depending on the mode of its operation

Abstract

Статья преследует цель обосновать выбор оптимальных значений угла выхода потока из соплового аппарата радиально-осевой турбины в зависимости от режима работы, определяемого располагаемым теплоперепадом. Авторы предлагают математическую модель для среднего радиуса проточной части в одномерном квазистационарном приближении. Модель основана на использовании уравнений энергии, расхода и момента количества движения, записанных для среднего радиуса меридионального сечения турбины. Уравнения дополнены комплексом эмпирических зависимостей, позволяющих определять значения потерь кинетической энергии в элементах проточной части. В результате получены геометрические параметры проточных частей радиально-осевых турбин для различных углов выхода потока газа из соплового аппарата. Определена степень влияние угла выхода потока из соплового аппарата на внутренний КПД, пропускную способность, эффективную мощность и потери энергии потока. На основе полученных результатов даны рекомендации по проектированию проточной части радиально-осевых турбин. The article aims to justify the choice of optimal values of the flow exit angle from the nozzle apparatus of a radial-axial turbine, depending on the operating mode determined by the available heat transfer. The authors propose a mathematical model for the average radius of the flow part in a one-dimensional quasi-stationary approximation. The model is based on the use of the equations of energy, flow and momentum of the amount of motion recorded for the average radius of the meridional section of the turbine. The equations are supplemented with a set of empirical dependencies that allow determining the values of kinetic energy losses in the elements of the flow part. As a result, the geometric parameters of the flow parts of radial-axial turbines for different angles of the gas flow out of the nozzle apparatus are obtained. The degree of influence of the flow exit angle from the nozzle apparatus on the internal efficiency, throughput, effective power and energy loss of the flow is determined. Based on the results obtained, recommendations are given for the design of the flow part of radial-axial turbines.