Jak na věc


ztráta citu v prstech na nohou

Okrajové ztráty a ztráty sekundárním prouděním

    Přítomnost kapek v páře způsobuje i erozi lopatek při dopadu kapek na lopatky a snižuje životnost lopatek. Pro přibližný výpočet snížení životnosti lopatek existují i empirické vztahy [1, s. 207]. Obsah kapek v páře lze snížit různými vestavbami. Základní typy vestaveb pro snížení množství kapek v páře jsou uvedeny například v [1, s. 208].
    Chemické impulzy jsou z jazyka vedeny lícním a jazykohltanovým nervem do mozku, kde jsou zpracovávány v centru společném pro čich a chuť.
    ŠKORPÍK, Jiří. Ztráty v lopatkových strojích, Transformační technologie, 2009-11, [last updated 2018-10-27]. Brno: Jiří Škorpík, [on-line] pokračující zdroj, ISSN 1804-8293. Dostupné z http://www.transformacni-technologie.cz/17.html.
    Tento článek nepopisuje veškeré typy ztrát, které se mohou v lopatkových strojích vyskytovat, pouze upozorňuje na obecné druhy ztrát. Speciální typy ztrát jsou zmiňovány v článcích zabývajících se konkrétními typy lopatkových strojů a stupňů.


Etiopatogeneze (příčina a mechanizmus onemocnění)

    Protože proud pracovní tekutiny netěsnostmi stupně nekoná práci, tak po promíchání s hlavním proudem za stupněm zvyšuje jeho entalpii. To znamená, že v případě tepelných turbín lze část této ztráty využít při expanzi v následujícím stupni. Dále je třeba při stanovování ztrát brát v úvahu i narušení hlavního proudu prouděním netěsnostmi. Vztahy pro přibližné stanovení ztráty vnitřní netěsností jsou uvedeny v [1, s. 200].
    Hrdla musí udržovat rovnoměrný tlak tekutiny na celém obvodu vstupní části prvního a výstupní části posledního stupně stroje. Ve vstupních hrdlech je pracovní tekutina přiváděna k první stupni a jestliže obsahuje i bezlopatkový rozvaděč, tak se zvyšuje i její rychlost. Ve výstupním hrdle je pracovní tekutina odváděna od posledního stupně a jestliže obsahuje bezlopatkový difuzor, tak se její rychlost i snižuje. V obou případech by mělo docházet k co nejmenším ztrátám při proudění.
    Profilové ztráty vznikají v okolí profilu lopatky při proudění tekutiny. Tyto ztráty způsobují snížení účinnosti proudění v lopatkovém kanále. Obvykle se zjednodušeně předpokládá, že účinnosti jednotlivých lopatkových kanálů v rámci jedné lopatkové mříže jsou velmi podobné, proto se používá pouze jedna účinnost, a to účinnost celé lopatkové mříže ηm. Účinnost lopatkové mříže vychází z profilové ztráty mříže definované v kapitole 16. Aerodynamika lopatkové mříže:


Vliv sousedních lopatkových mříží

    V mezní vrstvě u profilu lopatek vzniká obvykle laminární i turbulentní proudění. Laminární proudění se vyskytuje od náběžné hrany profilu, turbulentní vzniká dále od náběžné hrany. Protože délka profilů bývá relativně krátká, tak se může v mezní turbuletní vrstvě vyskytovat i laminární podvrstva:
    Samotná ztráta je realizována v okrajových pásmech a třením lopatek o "statickou" pracovní tekutinu (pracovní tekutiny jenž vyplňuje mezeru mezi rotorem a statorem a mezilopatkovým prostorem) mimo pracovní oblast.
    Ztráta parciálním ostřikem vzniká, pokud tekutina vstupuje do stupně pouze na části obvodu lopatkové mříže. Nejčastěji se vyskytuje u jednostupňových turbín např. Lavalových turbín (kde před rotorem statorová řada lopatek nebývá po celém obvodu) nebo u skupinové regulace parních turbín:
    Ostatní ztráty ve stupni jsou způsobeny nejen jevy u paty a špici lopatky či před a za lopatkou (ztráta netěsností mezi lopatkou a statorem, mezerami mezi lopatkovými mřížemi..), ale také změnou fyzikálních vlastností pracovní látky (kondenzace, kavitace):


Popis ztráty vnímání chuti

    20.674 Vnitřní účinnost lopatkového stroje se započítáním netěsností.(a) vzorce pro turbíny; (b) vzorce pro pracovní stroje. ηi [-] vnitřní účinnost; ai [J·kg-1] měrná vnitřní práce; Pi [W] vnitřní výkon/příkon stroje; Pid [W] vnitřní výkon/příkon stroje při práci beze ztrát; m [kg·s-1] hmotnostní průtok jednotlivými cestami; n číslo cesty.
    U stupňů opatřené bandážemi musí také existovat jistá radiální mezera. Především v případě tepelných strojů je tato mezera významná, protože kompenzuje teplotní roztažnost materiálu. Pracovní tekutina, která uniká přes tuto mezeru nekoná práci a představuje tedy ztrátu. Velikost této ztráty závisí na konstrukci stupně:
    Ztráta v okrajových pásmech vzniká především v důsledku narušení proudu na vstupu do rotorové lopatkové řady, která je vyplněna nehybnou pracovní tekutinou při urychlování tohoto proudu vznikají víry. Obdobný proces probíhá i na konci ostříknutého úseku lopatek, kde přestává pracovní tekutiny proudit a lopatkové kanály se uzavírají zpomalující tekutinou a dochází k trhání proudnic a vzniku vírů. Podrobnosti k mechanismu vzniku ztráty parciálním ostřikem a její přibližný výpočet je v [1, s. 196].


Fyziologie (jak to má fungovat)

    19.57 i-s diagram jednostupňového radiálního turbokompresoru s vyznačením vlivu ztrát v jeho sacím hrdle a spirální skříni.Index i označuje stav pracovního plynu na vstupu do sacího hrdla kompresoru, index e označuje stav pracovního plynu na výstupu ze spirální skříně kompresoru, index 1 označuje stav pracovního plynu před oběžným kolem, index 2 označuje stav pracovního plynu na výstupu z oběžného kola, index 3 označuje stav pracovního plynu na výstupu ze stupně (oběžné kolo+difuzor), index c označuje celkový stav. ΔiK [J·kg-1] rozdíl měrných entalpií pracovního plynu v kompresoru.
    V průběhu života člověk přirozeně ztrácí chuťové pohárky, takže určitá ztráta chuti vzniká věkem. Při poškození a jizvení jazyka dochází také ke ztrátě vlastních receptorů. Poruchy mohou být také zapříčiněné nervovým onemocněním nebo poraněním na obou nervech vedoucích do centra v mozku, které může být také samo poškozeno.
    Pokud není možná léčba příčiny (operace, vysazení léků) nebo je neznámá, využívá se léčba kortikoidy.
    Pracovní tekutina může proudit strojem mnoha cestami včetně netěstnostmi, pak je vnitřní výkon/příkon stroje součtem výkonů/příkonů na jednotlivých cestách. Jedna cesta bývá ale dominantní. Přesná vnitřní účinnost stroje se stanoví z porovnání vnitřních výkonů:
    Především na sací straně profilu lopatky může tření tekutiny o plochu profilu způsobit zbrzdění (ztráta kinetické energie) a tedy i statického tlaku pod tlak na konci míříže. Jestliže celkový tlak v takové proudnici klesne pod tlak za profilem nastane proudění opačným směrem:


Ztráta rázem při obtékání profilu

    Ventilační ztráta je významná nejen u diskových konstrukcí axiálních stupňů, ale i stupňů radiálních, kterým se věnuji v článku 20. Návrh radiálních a diagonálních stupňů lopatkových strojů. Vztahy pro výpočet ventilační ztráty disku i bandáží jsou uvedeny v [1, s. 193]. Ventilační ztráta také vzniká na vymezujících plochách mezi rotorem a statorem (bandáží), ale tato ztráta bývá relativně malá.
    Výkon/příkon turbosoustrojí vychází z účinnosti turbosoustrojí η, která se vypočítá jako součin vnitřní účinnosti stroje, mechanické účinnosti stroje, účinnosti převodovky (pokud je součástí turbosoustrojí) a účinnosti generátoru či pohonu:
    Nerovnoměrné rychlostní pole také přispívá ke zvýšení citlivosti difuzorových lopatkových kanálů na odtržení mezní vrstvy od profilu a buzení vibrací o frekvenci odpovídající násobku počtu lopatek a otáček.
    Samotný proces odtržení je často přetržitý (nestacionární), po odtržení se může mezní vrstva opět stabilizovat a záhy odtrhnout, což může rozkmitávat lopatky nebo jiné části stroje.
    Samotná profilová ztráta není způsobena pouze třením v mezní vrstvě profilu lopatky, ale i jinými procesy, při kterých vzniká ztrátové teplo v důsledku obtékaní profilu:


Ostatní ztráty vznikající ve stupni lopatkového stroje

    V případě hrdla kompresoru je tlak na saní nižší než atmosférický. Jednak se zde podstatně snižuje statický tlak (vzduch musí proudit nenulovou rychlostí), a jednak dochází k tlakové ztrátě v sacím hrdle kompresoru. Ve výstupním hrdle probíhá přibližně škrcení nebo mírná komprese díky difuzorovému tvaru hrdla(4):
    Aby bylo možné konkrétní ztrátu lopatkového stroje spočítat je nutné definovat případ beze ztrát tzv. ideální případ, například ideálním případem pro proudění ve stupni bývá potenciální proudění dokonale těsným stupněm apod. Ztráty se potom stanovují experimentem či numerickým modelováním porovnáním s ideálním případem(1).
    459 popsaných nemocí, 517 článků bylin, 180 článků potravin, 136 skupin léčiv, 26 vitaminů a minerálních látek
    Odtržení v důsledku ztráty celkového tlaku v mězní vrstvě je dobře známo i u difuzorů a popisuji ho v kapitole 41. Kuželové difuzory a jim podobné. Při odtržení se také prudce sníží průtok stupněm.


17. ZTRÁTY V LOPATKOVÝCH STROJÍCH

    Ztráty lze rozdělit podle místa vzniku tj. na ztráty vznikající v lopatkové části stroje a ztráty vznikající mimo lopatkovou část stroje. Ztráty vznikající v lopatkové části stroje lze rozdělit na ztráty vznikající v lopatkových mříží tzv. profilové ztráty a ztráty vznikající mimo lopatkovou mříž (např. v mezerách mezi lopatkami statoru – tzv. ostatní ztráty stupně). Ztráty mimo lopatkovou část jsou ztráty například ve vstupních a výstupních hrdlech, netěsnosti hřídelů apod.
    Jedná se především o ztráty vznikající v hrdlech lopatkových strojů, regulačních orgánech stroje (regulační ventily, uzavírací ventil, rozvody pracovní tekutiny apod.), v ucpávkách a v místech odběrů pracovní tekutiny z lopatkové stroje.
    Výpočet ztráty je závislý na typu lopatkového stroje, druhu pracovní tekutiny, pracovních podmínek a především konstrukce. Z těchto důvodů nelze stanovit universální vztahy pro výpočet ztrát v lopatkových strojích. Při výpočtu se vychází nejčastěji z polo-empirických vztahů, numerických výpočtů (modelování) nebo ze schopnosti konstruktéra využít širokých znalostí chování podobných strojů/stupňů k predikci ztráty pro nový doposud neřešený případ. Co nejpřesnější výpočet ztrát stroje není důležité pouze z technického pohledu, ale zavísí na tom i přenost garantovaných parametrů ještě před spuštěním stroje.


Ztráty v hrdlech lopatkových strojů

    Receptorem pro chuť je chuťový pohárek uložený na výčnělcích (papilách) na jazyku. Dospělý člověk má zhruba 9000 chuťových pohárků rozlišujících sladkou, kyselou, hořkou, slanou a pálivou chuť.
    Při obtékání profilů se rychlost proudění kolem něj mění, podle toho jak se mění průběh tlaku podél profilu lopatky. V případě, že rychlost proudění před profilem dosahuje kritického Machova čísla, pak to znamená, že někde v okolí profilu dosáhne proudění nadzvukovou rychlost. Při následném poklesu rychlosti zpět na podzvukovou může, za jistých podmínek, vzniknout rázová vlna [2, s. 196].
    Někdy si člověk ztrátu některé chuti neuvědomí a vnímá ji spíše jen jako změnu chuti jídla. Pacienti také přicházejí pro celkové nechutenství často spojené se ztrátou na váze. Někteří uvádějí i nepříjemné chuťové vjemy nezávisle na jídle.
    Okrajové ztráty pro případ krátkých lopatek mohou být řádově stejné jako pro profilové ztráty. Vzorce pro výpočet ztráty radiální mezerou jsou uvedeny v [1, s. 95]. Ztrátu radiální mezerou lze snižít použitím bandáží, které úplně zamezují přetákaní přes okraj lopatek a podstatně snižují průtok radiální mezerou [1, s. 96].


Ztráta vířením za odtokovou hranou

    Od vstupu až po výstup pracovní tekutiny z lopatkového stroje se vlivem ztrátových procesů nebo úniků mimo pracovní část netransforumuje veškerá disponibilní energie tekutiny na práci (v případě turbín) nebo se veškerá přivedená práce netransformuje na požadovaný druh energie tekutiny (v případě pracovních strojů).
    Jestliže stupněm turbíny proudí pára na mezi sytosti dochází při expanzi k poklesu tlaku pod tuto mez a v páře se začínají objevovat kapičky. Tyto kapičky mají mnohonásobně větší hustotu a menší rychlost (zpomalují se nárazy na plochy stroje a následným roztříštěním do všech směrů) než okolní pára [1, s. 105], a právě odtud plyne negativní vliv kapek na práci stupně:
    4.790 Změna drsnosti obtékaného povrchu v čase.(a) na počátku vysoká drsnost; (b) na počátku nízká drsnost. Ra [μm] drsnost povrchu (střední aritmetická úchylka profilu); τ [h] doba provozu. Při výrobě je nutné zvážit, jestli se vyplatí výroba velmi hladké lopatky, když se po čase její povrch stane stejně drsnější.
    Porucha chuti u infekčních onemocnění horních cest dýchacích většinou odezní sama po vyléčení infekce.
    3.323 Vytváření mezní vrstvy v lopatkovém kanálu.L laminární mezní vrstva; T turbulentní mezní vrstva; LP laminární podvrstva; w1 [m·s-1] rychlost na vstupu do lopatkového kanálu.


Ztráty vnitřní netěsností stupně

    Parametry turbosoustrojí se uvádějí na štítku el. generátoru. Na tomto štítku je uveden jmenovitý výkon Pj a optimální výkon Popt, při kterém dosahuje soustrojí maximální účinnosti.
    Ztráta nesprávným úhlem náběhu se zvyšuje s velikostí změny průtoku oproti jmenovitému průtoku. V případě, že tato ztráta vzniká u přímých lopatek v důsledku velkého poměru l·d-1 hovoříme o ztrátě změnou poměrné rozteče, přičemž vztahy pro její stanovení jsou uvedeny v [1, s. 100]. Úhel náběhu, při kterém už dojde k odtržení se stanovuje měřením v aerodynamickém tunule lopatkových mříží viz kapitola 16. Stanovování aerodynamických veličin lopatkových mříží.
    Na sací i přetlakové straně lopatky vzniká nerovnoměrné rychlostní pole, to znamená, že na výstupu z lopatkové mříže bude také nerovnoměrné rychlostní pole. Tato nerovnoměrné rozložení rychlosti pracovní tekutiny způsobuje, že při pohybu rotorové řady lopatek, která prochází takovým rychlostním polem, se střídavě mění úhel náběhu i velikost náběžné rychlosti např. [3, s. 79]:


Úplná verze článku je součásti e-knihy Teorie lopatkových strojů

    Tato ztráta je ekvivalentní práci, kterou je třeba vynaložit k překonání třecího odporu pracovní tekutiny proti otáčení rotoru. Vzniká na ploše rotoru, která je ve styku s pracovní tekutinou. Významná ventilační ztráta vzniká například u diskových konstrukcí rotoru, kde je relativně velká plocha disku ve styku s pracovní tekutinou uzavřenou mezi diskem a statorem. Při styku s diskem tato tekutina rotuje společně s diskem, ale na stěně statoru se tato tekutina nepohybuje. To znamená, že v mezeře vzniká gradient rychlosti a z rozdílů rychlostí mezi jednotlivými proudnicemi vzniká tření vlivem viskozity, tedy vývin tepla. O tom jak ventilační ztráta ovlivňuje celkové ztráty stupně pojednává článek 14. Vztah mezi obvodovou a vnitřní prací stupně lopatkového stroje:
    Příčné proudění se také nazývá sekundárním prouděním v lopatkovém kanálu. Ke zmenšení ztráty vlivem sekundárního proudění se používá především naklonění lopatek od radiální osy nebo prohnutých lopatek [4, s. 6-13], [1, s. 97].
    Okrajové ztráty ξk vznikají na špici lopatek, kde v důsledku rozdílného tlaku mezi sací a přetlakovou stranou lopatek přetéká část pracovní tekutiny přes hranu lopatky z přetlakové na sací stranu. Tento proud zároveň u špic lopatek vytváří tzv. koutové víry. Další část pracovní tekutiny proudí radiální mezerou přímo od nátokové hrany k odtokové hraně v případě konfuzorových lopatek a u difuzorových od odtokové hrany k hraně nátokové. Tento děj se nazývá ztráta radiální mezerou:


Ztráta vířením při odtržení mezní vrstvy od profilu

    Mimo vírů u špic lopatek vznikají v lopatkových kanálech další víry, respektive příčné proudění. Tyto víry vznikají v důsledku nerovnoměrného příčného gradient tlaku v lopatkovém kanále. Vznik sekundárního proudění je následující: Gradient tlaku ve směru normály proudění vzniká v lopatkovém kanále a způsobuje, že tlak na sací straně lopatky je menší než na přetlakové straně. V důsledku tření tekutiny o plochy statorového víka a plochy hřídele rotoru je rychlost proudění a tedy i gradient tlaku u těchto ploch menší než střední poloměru lopatek, což způsobuje příčné proudění v lopatkovém kanále rotoru (sekundární proudění):
    V důsledku menších rychlostí v mezní vrstvě než v jádru proudu vzniká ráz až na hranici této mezní vrstvy. Z experimentů vyplynulo, že na tvar rázu a tedy i na ztrátu rázem má vliv typ mezní vrstvy na jejiž hranici ráz vznikne. V případě turbulentní mezní vrstvy vznikne kolmá rázová vlná a v případě laminární vrstvy λ-rázová vlna. Vztahy a grafy pro přibližné stanovení poměrné ztráty rázem či jeho vliv na účinnost mříže jsou popsány v [1, s. 125]. Mechanismus vzniku rázových vln u difuzorových lopatkových mříží je popsán v kapitole 41. Difuzorové lopatkové kanály.
    Kapičky v páře jednak vyvíjejí třecí teplo při tření o rychlejší plyn a profily lopatek, jednak ulpívající kaplaina na profilech zvyšuje tloušťku profilů a ztrátu víření za odtokovou hranou. Navíc tyto kapky dopadají na lopatky pod velmi nevhodným úhlem a brání pohybu oběžného kola, což je i energetická ztráta.


Ztráty vznikající mimo lopatkovou část stroje

    Tření v mezní vrstvě ovlivňuje i kvalita povrchu (drsnost) lopatky. Drsnost povrchu lopatky nelze příliš ovlivnit, protože pracovní tekutiny lopatkových strojů obvykle obsahují nečistoty, byť v malé koncentraci, a ty reagují s povrchem lopatky (ulpívají na povrchu nebo ho poškozují) a určují jeho drsnost především při delším provozu:
    Vzniká při nesprávném směru proudění pracovní tekutiny do lopatkového kanálu. Tento úhel náběhu je pak příliš velký nebo naopak malý oproti návrhovému stavu, což může vést k odtržení proudu od profilu Obrázek 5. Tato ztráta vzniká při nesplnění návrhových podmínek nebo u axiálně kruhových lopatkových mříží s velkým poměrem l·d-1, u nichž se značně mění poměrná rozteč, což je nazýváno jako ztráta vějířová:
    O stanovení profilové ztráty měřením v aerodynamickém tunelu lopatkové mříže nebo na základě aerodynamiky osamoceného profilu pojednává článek 16. Základy aerodynamiky profilů lopatek a lopatkových mříží. Protože lopatkový kanál lze považovat za zakřivenou trysku či zakřivený difuzor, lze také při přibližném výpočtu vycházet z kapitol 40. Účinnost trysky, 41. Účinnost difuzoru. Takže profilové ztráty lopatkového kanálu turbíny by bylo možno odhadnout pomocí rychlostního součinitele:


Copyright © Dossani milenium group 2000 - 2020
cache: 0000:00:00