| DOI | https://doi.org/10.15407/pmach2019.02.004 |
| Журнал | Проблемы машиностроения |
| Издатель | Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного Национальной академии наук Украины |
| ISSN | 0131-2928 (print), 2411-0779 (online) |
| Выпуск | Том 22, № 2, 2019 (июнь) |
| Страницы | 4–13 |
Авторы
А. А. Тарелин, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), e-mail: tarelin@ipmach.kharkov.ua, ORCID: 0000-0001-7160-5726
И. Е. Аннопольская, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), e-mail: anna@ipmach.kharkov.ua, ORCID: 0000-0002-3755-5873
Аннотация
Рассматриваются экспериментальные исследования по ионизации парового потока в сверхзвуковом сопле и возможности влияния искусственной ионизации потока на неравновесные процессы в цилиндрах низкого давления (ЦНД) и повышение коэффициента полезного действия (КПД) турбины. Приведены результаты исследований по оценке влияния барьерного и коронного ионизаторов на процесс интенсификации мелкодисперсной влаги в сверхзвуковом сопле. Показано, что ионизация позволяет интенсифицировать процессную конденсацию пара в виде мелкодисперсной влаги, уменьшить пленочную конденсацию и концентрацию крупнодисперсной влаги, снизить уровень переохлаждения и конденсационной нестационарности. Определена область параметров, при которых ионизации пара наиболее эффективна. Рассмотрены преимущества и недостатки использования барьерного и коронного ионизаторов. Приведены зависимости и определены дисперсность потока и концентрация зародышей конденсации, при которых процесс расширения пара приближается к равновесному. Показано, что возникающие при ионизации пара положительные эффекты сопоставимы с применением в турбинах дозированных химических добавок. При этом ионизация пара имеет ряд существенных преимуществ. Рассмотрены возможные варианты реализации использования ионизаторов в ЦНД влажнопаровых турбин как на стадии создания или модернизации турбин, так и для действующих турбоустановок. Показано, что в перспективе применение ионизаторов позволит повысить эффективность и экономичность турбинных ступеней, работающих в двухфазной области, и увеличить КПД турбоагрегатов на 1–1,5%.
Ключевые слова: паровой поток, сверхзвуковое сопло, ионизация, неравновесные процессы, влажнопаровая турбина, эффективность, КПД
Полный текст: загрузить PDF
Литература
- Тарелин А. А., Скляров В. П. Паровые турбины: электрофизические явления и неравновесные процессы. СПб.: Энерготех, 2012. 292 с.
- Палей А. А., Лапшин В. Б., Жохова Н. В., Москаленко В. В. Исследования процессов конденсации паров на электрически заряженных аэрозольных частицах [Электронный ресурс]. Исследовано в России: электрон. науч. журн. 2007. С. 263–274. – Режим доступа: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2007/027.pdf
- Тарелин А. А., Аннопольская И. Е., Сурду Н. В., Скляров В. П., Михайленко В. Г., Паршина Т. Н., Хиневич А. Е. Энерго- и ресурсосберегающие технологии в энергетике и энергомашиностроении. Киев: Наук. думка, 2016. 341 с.
- Дейч М. Е., Филиппов Г. А. Двухфазные течения в элементах теплоэнергетического оборудования. М.: Энергоатомиздат, 1987. 328 с.
Поступила в редакцию 12 апреля 2019 г.