Гидротехнические сооружения. Том I

напоров преимущественно применяются турбины Каплана; 3) как видно из таблицы, применяются и в Ев ропе и в Америке всасывающие трубы преиму щсствеш о коленчатого типа; симметричные тру бы (гидрокон-рнгайнер, трубы Мудн и др.) себя на практике не оправдали, так как, будучи зна чительно дороже обычных і оленчатых всасываю щих труб (по причине большей сложности), они дают улучшение к. п. д. лишь у самого верха кривой к. п. д., ухудшая его при других на грузках ')•

Приведенные в таблице данные настолько по дробны, что дополнительного описания не требуют. Значения цифр столбцов понятны из их заголовков. Из таблицы зтой можно сделать несколько опре деленных выводов: 1) в низконапорных установках ясна тенденция применения быстроходных крыльчатых турбин, причем высота напора, для которого они приме няются, растет из года в год; 2) в США и Канаде для низких напоров при меняются главным образом пропеллерные турби ны, но в последнее время начинает усиливаться и применение турбин Каплана; в Европе для этих На рис. 251 изображены типичные кривые к. п. д. турбины Фронсиса быстроходности около 250, Каплана с быстроходностью около 700 и ІІельтона с быстроходностью около 20. Из этих кривых вид но, что если бы можно было применять, в зависи мости от напора, только эти три типа, то в отно шении к. п. д. все было бы благополучно. Современная техника гидротурбостроения уже достигла применения турбин Каплана до 32 м на пора, турбин Френсиса до 300 м напора, остав ляя для" турбин Ііельтона напоры свыше ЗОО м. Б новейших гидроустановках большой мощности и низких п средних напоров, т. е. типа, главным образом здесь рассматриваемого, приходится иметь дело с агрегатом мощностью от 50000 до 100 000 л. с. Для числа оборотов 60, которое сле дует считать предельно низким для таких мощно стей (из-за веса и конструкции генератора), бы строходность, в зависимости от напоров, будет:

VII. ТЕНДЕНЦИИ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗБИТИЯ ГИДРОТУРБИН

ходности «g = 250 имеем для напора 40 м и N = 100 ООО л. с.

Г

1 0 0 0 0 0

= 5 , 3 м,

d-.

У

14-40 у Jo

что еще по условиям транспорта является допу стимым и, следовательно, не требует составного колеса Как уже указывалось в главе I настоящего раз дела, с повышением напора все более приобретают значение в конструкциях турбин Френсиса вопро сы прочности. Имеется уже сейчас турбина Каплана для напо ра до 32 м. При столь высоких напорах коэфи циент быстроходности приходится значительно сни жать из-за кавитации. В случае установки Шаннон быстроходность турбины Каплана для расчетного напора в 28 м всего на 15°/о больше турбин Френсиса других агрегатов этой установки при Еысоте всасывания незначительно меньшей. Применение турбин Каплана для еще более вы соких напоров встретит трудности как констру ктивного, так и строительного характера, — по следнее в связи с высотою всасывания. Здесь, как уже отмечалось выше, возможно некоторое улучшение, в смысле снижения о для той лее величины п 3 , в связи с применением та кой фоР мы рабочих лопаток, при которой пло скость наинизшего давления располагалась бы возмолено ближе к выходному сечению рабочего колеса. Это может дать, особенно в больших тур бинах, значительное преимущество. Вместе с тем опыты показывают, что работа, по крайней мере •Здесь уместно отметить, что развитие форм всасывающих труб идет в настоящее время исклю чительно экспериментальным путем. Гидравлика и гидромеханика дают лишь общие руководящие сообралсения. Попытки разработки каких-либо систематизированных теорий, имеющих практиче ское значение, не имели пока успеха. Вместе с тем эксперименты показывают, что более простые идеи дают и лучшие результаты. Кроме того, можно считать установленным, что вообще нет абсолютно лучшей формы всасывающей трубы (кроме длинной конусообразной с прямой осью, непригодной на практике из-за размеров), но для каждого типа колеса может быть найдена наилуч шая для него всасывающая труба. 2 Составное колесо вообще допустимо, но всо же нежелательно в турбинах Френсиса, ввиду его сложности сборки на гидростанции.

« для «8 = 300

п для «s = 250

H

N

Щ

46,3 32,7

57,7 41,6 93,3 65,7

50000

318

20 30

100 ООО 450

75

50 000 100 000 50000 100 00) 50 ООО 100 000 50 000 100000 50000 100 ООО

192 271 131 190 101 143 81 115

53,6 107,1 83,3 150 107,1 187,5 120,0 375,0 250,0

40

125

93,3 187,5 120,0 214,0 150,0 428,0 300,0

50

60

42,5

100

60

Из этой таблицы видно, что уже с напоров по рядка 40 м даже агрегаты весьма большой мощ ности могут иметь достаточно высокое число оборотов при турбинах Френсиса с быстроходно стью 250 и ниже, т. е. в области весьма хороших кривых к. п. д. (при не слишком сильном колеба нии напора, что обычно и имеет место в установ ках такого папора). Таким образом, на ближайшее время приходится ожидать сохранения за турби ной Френсиса во всяком случае применения в пределах от 40 м и выше, с вероятным проник новением в область напоров выше 300 м. Для этих пределов напора не ставится уже для турбин Френсиса практически ограничения и из-за Диаметра рабочего колеса, так как для быстро