Tipnete si, v jakém stroji je použita tato lopatka a jakou rychlostí se pohybuje její špička?

LopatkaPokud jste tipovali, že lopatka pochází z parní turbíny, pak vám blahopřejeme. Je tomu skutečně tak. Celkem více než 120 těchto lopatek vyrobených vyspělou technologií společností Doosan Škoda Power se otáčí úctyhodnou rychlostí 3000 ot./min. na posledním oběžném kole nízkotlakého stupně parní turbíny s výkonem 270 MW v nové paroplynové elektrárně Počerady. A protože průměr oběžného kola je 4,32 m, pohybuje se špička lopatky dlouhé 1,22 m úctyhodnou rychlostí 2440 km/h (678 m/s)! V důsledku vysoké rychlosti otáčení a hmotnosti lopatky působí na uchycení lopatky trvalá odstředivá síla odpovídající tíze několika set tun! To je hmotnost několika elektrických lokomotiv, které by bylo možno na lopatku zavěsit! Lopatka je vyrobena z nerezové oceli z vykovaného polotovaru, který se frézuje na číslicově řízených obráběcích strojích s přesností na setiny milimetru. Za provozu je vystavena působení abrazivního prostředí. Životnost lopatky závisí na kvalitě páry a je obvykle několik let. Lopatky se pravidelně kontrolují a podle potřeby vyměňují či opravují v pravidelných plánovaných odstávkách.


Na obrázku je rotor dvouproudového uspořádání nízkotlakého stupně parní turbiny. Proud páry přichází do stupně kolmo na hřídel a rozvádí se do obou stran, od menších oběžných kol směrem k největším. Expandující pára nabývá na jednotlivých oběžných kolech na objemu a ztrácí energii, která byla použita k roztočení hřídele. Věnec na obvodu oběžného kola se nazývá ucpávka, věnec uprostřed se nazývá tie-boss. Slouží k tlumení vibrací lopatky po roztočení oběžného kola na pracovní otáčky. A jak je vlastně lopatka spojena s věncem? Lopatka se při roztočení oběžného kola zdeformuje (zkroutí) a třecí silou zamkne do věnce.


Parni turbina Doosan Skoda Power
Spolupráce Aerodynamické laboratoře Ústavu termomechaniky AV ČR, v. v. i. se společností Doosan Škoda Power v oblasti výzkumu proudění v lopatkových mřížích lopatkových strojů (například axiálních nebo radiálních turbin) trvá již 48 let. Ke studiu proudění se používají různé optické, vizualizační a pneumatické metody včetně obřího Machova-Zehnderova interferometru. Ten umožňuje pozorovat proudění na fyzikálním modelu lopatkové mříže v zorném poli o průměru až 160 milimetrů. Získaná experimentální data pomáhají konstruktérům turbin při návrhu optimálního tvaru lopatek.
Mach-Zehnderův interferometr Ústav termomechaniky AV ČR Interferogram Ústav termomechaniky AV ČR
Aerodynamický tunel na měření turbínových
lopatek v Novém Kníně s Machovým-Zehnderovým
interferometrem, zavěšeným přes měřicí prostor.
Interferogram proudového pole mezi profily lopatky. Proužky představují oblasti konstantní rychlosti proudící tekutiny, směr proudění je zleva doprava. Vstupní Machovo číslo je 0,358, rychlost za lopatkami je nadzvuková (Machovo číslo = 1,325). Za odtokovou hranou lopatky (vpravo) je patrný úplav a systém výstupních rázových vln.
Více informací o aerodynamickém výzkumu lopatkových mříží v Laboratoři vnitřních proudění v areálu Aerodynamické laboratoře v Novém Kníně u Prahy naleznete níže:


Výzkum | Stavebnicový tunel | Podzvukový tunel | Lopatkový tunel | Historie


Footer menu

© 2008 – 2018 Ústav termomechaniky AV ČR, v. v. i.     Facebook  YouTube  RSS