Эффективность применения сепарирующих устройств в энергетических установках…
7
ком велико. С учетом этих факторов и прямых численных оценок
значений
A
можно заключить, что сомножитель имеет значение по-
рядка
1
А
≈
при погрешности в 2…3 %.
Основное отличие КПД турбины, работающей на многофазном
рабочем теле и чистом газе, связано с наличием двухфазных потерь.
При малых остаточных массовых концентрациях частиц
z
< 0,06
можно принять, что двухфазные потери на активной парциальной
турбине пропорциональны массовой концентрации частиц [11]:
т.с
т
1 .
z
η = −
η
(30)
Подставляя в (30) выражение (17), получаем
(
)
т.с
т
с
(1 ) (1 )
.
1
(1 ) (1 )
Z q
K Z Z q
η
− −
=
η − + − −
(31)
Таким образом, подставляя в (28) значение
1
А
=
и отношение (31),
окончательно получаем выражение для оценки коэффициента эффек-
тивности сепарации:
[
]
(
)
2
с
с
с
(1 )(1 )
(1 ) 1
(1 )
.
1
(1 )(1 )
N
Z q
ZK Z q
K Z Z q
− −
⎡
⎤
η = − ζ − − −
⎢
⎥
− + − −
⎣
⎦
(32)
На рис. 2 изображено поле значений
с
,
η
рассчитанное по зависи-
мости (32), при актуальных для сепараторов значениях
q
и
с
,
K
отсут-
ствии подвижных частей
(
0)
N
ζ =
и исходной массовой концентрации
частиц
0,316
Z
=
(выбранной в качестве примера). Штриховкой выде-
лена область с границей
1
, рассчитанной по уравнению (17). Она опре-
деляет условие
z
< 0,06, показывающее, при каких значениях
q
и
с
K
остаточное содержание частиц не приводит к катастрофическим
нарушениям работы сепаратора вследствие эрозионного изнашивания.
Линия
2
— граница области, рассчитанная по уравнению (11) из усло-
вия
0, 97,
z
<
обеспечивающего возможность пневмотранспортирова-
ния массового расхода частиц газом, попадающим в утечки.
На рисунке видно, что значение мощности турбины с предтур-
бинным сепаратором при исходной концентрации частиц
0,316
Z
=
и
остаточной концентрации
z
< 0,06 составит порядка 52…65 % от
мощности турбины, работающей на чистом газе, с тем же составом
газовой фазы и расходом.
Очевидно, что вопрос о целесообразности применения металлизи-
рованных топлив для энергосиловых установок с турбинным приво-
дом требует более детального анализа. Поскольку допустимые значе-
