Теплогидравлика / Турбонасосное оборудование |
в палитре | на схеме |
Блок реализует модель ступени турбины c критическим течением. При прохождении через ступень турбины рабочее тело теряет свою внутреннюю энергию, совершая работу и расширяясь в соответствии с табличной характеристикой. В отличие от блока «Ступень турбины» не является дочерним, к гидравлическому контуру подключается за счет гидравлических связей.
Представляет собой приведенный расход через ступень турбины как функцию:
аргумент X: приведенной степени расширения «Тип аргумента X в таблице №1»;
аргумент Y: приведенной частоты вращения «Тип аргумента Y в таблице №1»;
Представляет собой КПД турбины или относительный перепад энтальпий как функцию:
аргумент X: приведенного расхода или приведенной степени расширения «Тип аргумента X в таблице №2»;
аргумент Y: приведенной частоты вращения или приведенного расхода «Тип аргумента Y в таблице №2»;
Для турбин не используется.
Рисунок 1. Пример таблицы №4, определяющей типы приведенных параметров и коэффициенты пересчета
Рисунок 2. Номера таблиц обозначены по горизонтали цифрами 1, 2, 3
Рисунок 3. Номера параметров обозначены по вертикали цифрами 1 - 6
Для таблицы №1:
где Tin – температура на входе в турбину [K];
Pin – давление на входе в турбину [Па];
Pout – давление на выходе из турбины [Па];
kε – коэффициент пересчета из СИ в единицы измерения, в терминах которых заполнена таблица.
Значение коэффициента kε:
Пример: если при использовании второго типа приведенной степени расширения таблица заполнена в бар/K0.5, то kε=10-5.
где w – абсолютная частота вращения турбины [Гц];
∆Tад=Tin⋅(1 - ε(1 - kад)/kад) – адиабатический перепад температур [K];
kад – показатель адиабаты;
kw – коэффициент пересчета из СИ в единицы измерения, в терминах которых заполнена таблица.
Значение коэффициента kw:
Пример: если при использовании первого типа приведенной частоты таблица заполнена в об/мин, то kw=60.
где G – абсолютный массовый расход через турбину [кг/с].
kg – коэффициент пересчета из СИ в единицы измерения, в терминах которых заполнена таблица.
Значение коэффициента kg:
Для таблицы №2:
Значение коэффициента kg или kε.
Значение коэффициента kw или kg.
где ƞ=(hin - hout)/∆hад – КПД турбины;
ĥ=(hin - hout)/hin – относительный перепад энтальпий;
hin – энтальпия рабочего тела на входе в турбину [Дж/кг];
hout – энтальпия рабочего тела на выходе из турбины [Дж/кг];
∆hад – изоэнтропийный перепад энтальпии на ступени турбины [Дж/кг];
kƞ, kh – коэффициенты пересчета из СИ в единицы измерения, в терминах которых заполнена таблица.
Значение коэффициента kƞ или kh:
Пример: если таблица КПД заполнена в %, то kƞ=100.
Для таблицы №3:
Таблица мощности или момента для турбин не используется.
Для просмотра и редактирования файлов расширения «tbl» имеется встроенный в SimInTech «Редактор таблиц». По умолчанию характеристики турбин располагаются в директории: «\SimInTech\bin\DataBase\HS\ENGINES\TURBINES\».
Рисунок 4. Пример реализации модели турбокомпрессора за счет механической связи турбины с компрессором при помощи ротора
Блок «Ступень турбины с критическим течением» может быть соединен с другими блоками посредством гидравлических и механических связей.
Рисунок 5. Структурная на схеме модели
Установка блока на гидравлическую схему обеспечивает вычисление расхода через турбину как функции приведенной частоты вращения и приведенной степени расширения. Вычисленное в соответствии с заданной характеристикой значение расхода с противоположными знаками передается в блоки подпитки.
Энтальпия рабочего тела на выходе из турбины вычисляется через КПД или относительный перепад энтальпий:
где kƞ, kh – коэффициенты пересчета из СИ в единицы измерения, в терминах которых заполнена таблица.
В случае подключения турбины к ротору текущее значение мощности (момента) на валу передается в блок ротора, где решается уравнение моментов, с целью определения текущей частоты вращения.
Мощность и момент на валу вычисляются по следующим соотношениям:
где N – мощность на валу [Вт];
M – момент на валу [Н⋅м];
wабс – абсолютная частота вращения [Гц];
∆h – перепад энтальпий [Дж/кг].
Имя | Описание | Тип линии связи |
---|---|---|
InPort | Гидравлический порт для подключения совместимых блоков | Гидравлическая |
Имя | Описание | Тип линии связи |
---|---|---|
OutPort | Гидравлический порт для подключения совместимых блоков | Гидравлическая |
MPORT | Гидравлический порт для подключения совместимых блоков | Гидравлическая |
Название | Имя | Описание | По умолчанию | Тип данных |
---|---|---|---|---|
Наличие механического порта | MPort | Механический порт необходим для подключения объекта к ротору | Нет | Двоичное |
Номинальная частота вращения, Гц | wn | Номинальная частота вращения турбины | 1000 | Вещественное |
Частота вращения (относительная) | w | Относительная частота вращения объекта (используется при условии отсутствия подключения к ротору) | 1 | Вещественное |
Характеристика | FileName | Имя файла с универсальной характеристикой объекта | T002101-alfa9_44 | Имя файла базы данных |
Оформление | Настройка отображения блока на схеме | |||
Цвет | tcolor | Цвет графического примитива | Красный | Перечисление |
Название | Имя | Описание | Тип данных |
---|---|---|---|
Напор, Па | _pnas | Текущее значение создаваемого агрегатом напора (для случая турбины имеет отрицательный знак) | Вещественное |
Коэффициент расширения | _e | Текущее значение коэффициента расширения рабочего тела на агрегате | Вещественное |
Объемный расход, м³/с | _qnas | Текущее значение объемного расхода рабочего тела через агрегат | Вещественное |
Массовый расход, кг/с | _gnas | Текущее значение массового расхода рабочего тела через агрегат | Вещественное |
Частота вращения относительная | _w_otn | Текущее значение относительной частоты вращения турбины | Вещественное |
Частота вращения абсолютная, Гц | _w_abs | Текущее значение абсолютной частоты вращения турбины | Вещественное |
Мощность на валу, Вт | _power | Текущее значение мощности на валу турбины | Вещественное |
Момент на валу, Н⋅м | _moment | Текущее значение момента на валу турбины | Вещественное |
КПД | _kpd | Текущее значение КПД турбины | Вещественное |
Коэффициент адиабаты | _Kad | Текущее значение коэффициента адиабаты рабочего тела турбины | Вещественное |
Адиабатический перепад, К | _dTad | Текущее значение адиабатического перепада рабочего тела | Вещественное |
Давление на входе, Па | _Pin | Текущее значение давления рабочего тела на входе в турбину | Вещественное |
Температура на входе, °C | _Tin | Текущее значение температуры рабочего тела на входе в турбину | Вещественное |
Энтальпия на входе, Дж/кг | _Hin | Текущее значение энтальпии рабочего тела на входе в турбину | Вещественное |
Давление на выходе, Па | _Pou | Текущее значение давления рабочего тела на выходе из турбины | Вещественное |
Температура на выходе, °C | _Tou | Текущее значение температуры рабочего тела на выходе из турбины | Вещественное |
Энтальпия на выходе, Дж/кг | _Hou | Текущее значение энтальпии рабочего тела на выходе из турбины | Вещественное |
Аргумент X для напорной характеристики | _e_G | Величина рассчитанного аргумента X для напорной характеристики | Вещественное |
Аргумент Y для для напорной характеристики | _e_W | Величина рассчитанного аргумента Y для напорной характеристики | Вещественное |
Аргумент X для характеристики КПД | _kpd_G | Величина рассчитанного аргумента X для характеристики КПД | Вещественное |
Аргумент Y для характеристики КПД | _kpd_W | Величина рассчитанного аргумента Y для характеристики КПД | Вещественное |