【動設備技術交流版】動設備【毎日一問】20191125

この「斥気損失」というのは初めて聞きました。 つまり、蒸気漏れ損失とは、タービン内に圧力差が存在するため、一部の蒸気がノズルや動翼の流路を通らず、さまざまな動静隙間から漏れ出てしまい、主流の仕事に寄与しなくなることで生じる損失のことです。 あるいは、湿り蒸気損失とは、タービンの低圧領域において蒸気が湿り蒸気状態にある場合、その湿り蒸気中の水が膨張して仕事を生み出すだけでなく、蒸気の運動エネルギーも消費し、羽根の動きを制動して有効な仕事を奪うほか、羽根に侵食を与えることを指す。

タービンにはどのような主な内部損失があり、その原因は何ですか？ タービンステージ内には、主にノズル損失、動翼損失、余速損失、翼高損失、扇形損失、部分的な蒸気供給損失、摩擦による送風損失、漏れ蒸気損失、湿り蒸気損失がある。1）ノズル損失と動翼損失は、蒸気がノズルや動翼を通過する際の蒸気同士の相互摩擦、および蒸気と翼表面との摩擦によって生じる。2）余速損失とは、蒸気が動翼を離れる際に依然として一定の速度を持っており、この速度エネルギーが当該段階で利用されないため、その段階の損失となるものである。しかし、蒸気流が次の段階に流れ込むとき、その蒸気流の運動エネルギーは部分的に次の段階で利用されることがある。3）葉高損失とは、蒸気流がノズルおよび動翼列の根部と頂部で渦流を形成することによって生じる損失のことです。4）扇形損失とは、羽根が輪縁に沿って環状に配置されるために流路断面が扇形となり、その結果、羽根の高さ方向の各位置でピッチ、円周速度、吸気角が変化することで、蒸気流が羽根に衝突してエネルギー損失が生じること、また蒸気流が半径方向に流れて蒸気流のエネルギーが消費されることを指す。5）部分的な蒸気損失は、動翼がノズルが取り付けられていないアーク部分を通過する際に生じる「ブローイング」損失、および動翼が非作動アーク部分からノズルの作動アーク部分へ移行する際に生じる反発気流損失によるものである。6）摩擦による送風損失とは、高速で回転するインペラが周囲の蒸気と摩擦を起こし、これらの蒸気を回転させるためにインペラの有効な仕事の一部が消費されること、また、ダイヤフラムとノズル間の蒸気流が遠心力の作用で渦流を形成する際にもインペラの有効な仕事が消費されることを指す。7）漏気損失とは、タービン内に圧力差が存在するため、蒸気の一部がノズルや動翼の流路を通らず、さまざまな動静隙間から漏れ出てしまい、主流の仕事に寄与しなくなることで生じる損失のことです。8）湿り蒸気損失とは、タービンの低圧部で蒸気が湿り蒸気状態にある場合を指し、この湿り蒸気中の水は膨張して仕事を加速させるだけでなく、蒸気の運動エネルギーも消費し、羽根の動きを制動して有効な仕事を奪うほか、羽根を侵食する。

反動損失は、部分的に蒸気が供給されるステージで発生する。動翼がノズルのない弧状部分からノズルのある弧状部分へと入る際、動翼列の間には流れていない蒸気が残っている。ノズルから出てくる蒸気は、まず動翼列の間にあるその流れていない蒸気を排出して初めて動翼を駆動することができる。このため、動翼を駆動する蒸気の速度が必然的に低下し、損失が生じる。これら2つの蒸気は互いに反発するような作用を持つため、反動損失と呼ばれる。

この投稿は、2019年11月25日17時25分に中原人によって最終的に編集されました。インペラーが高速で回転し、圧力差が作用することにより、ノズル群の出口付近の軸方向の隙間から蒸気が漏れ出します。また、ノズル群の出口の始点では蒸気が吸い込まれる現象が起こり、隙間内の低速の蒸気が動翼の流路に入り込み、主流を乱して損失を引き起こします。これらの損失を「排気損失」と呼びます。

動翼が再びノズルを備えたアーク状の領域に入ると、作業用の蒸気流はまず動翼の蒸気通路内に滞留している蒸気を押し出し、加速させなければならない。そのため一部のエネルギーが消費され、これを排気損失と呼ぶ

一部の蒸気導入段では、ノズルから出た蒸気は一部の動翼の流路を通過するのみで、他の動翼の流路には滞留した蒸気が満たされている。この動翼部分が再びノズルに向くように回転すると、ノズルから出る主蒸気流はまずこの停滞している蒸気を押し出さなければならず、その結果蒸気流の速度が低下し、エネルギー損失が生じる。

一部の蒸気導入段では、ノズルから出た蒸気は一部の動翼の流路を通過するのみで、他の動翼の流路には滞留した蒸気が満たされている。この動翼部分が再びノズルに向くように回転すると、ノズルから出る主蒸気流はまずこの停滞している蒸気を押し出さなければならず、その結果蒸気流の速度が低下し、エネルギー損失が生じる。

反動損失は、部分的に蒸気が供給されるステージで発生する。動翼がノズルのない弧状部分からノズルのある弧状部分へと入る際、動翼列の間には流れていない蒸気が残っている。ノズルから出てくる蒸気は、まず動翼列の間にあるその流れていない蒸気を排出して初めて動翼を駆動することができる。このため、動翼を駆動する蒸気の速度が必然的に低下し、損失が生じる。これら2つの蒸気は互いに反発するような作用を持つため、反動損失と呼ばれる。

一部の蒸気導入段では、ノズルから出た蒸気は一部の動翼の流路を通過するのみで、他の動翼の流路には滞留した蒸気が満たされている。この動翼部分が再びノズルに向くように回転すると、ノズルから出る主蒸気流はまずこの停滞している蒸気を押し出さなければならず、その結果蒸気流の速度が低下し、エネルギー損失が生じる。これを斥気損失と呼ぶ。

一部の蒸気導入段では、ノズルから出た蒸気は一部の動翼の流路を通過するのみで、他の動翼の流路には滞留した蒸気が満たされている。この動翼部分が再びノズルに向くように回転すると、ノズルから出る主蒸気流はまずこの停滞している蒸気を押し出さなければならず、その結果蒸気流の速度が低下し、エネルギー損失が生じる。

反動損失は、部分的に蒸気が供給されるステージで発生する。動翼がノズルのない弧状部分からノズルのある弧状部分へと入る際、動翼列の間には流れていない蒸気が残っている。ノズルから出てくる蒸気は、まず動翼列の間にあるその流れていない蒸気を排出して初めて動翼を駆動することができる。このため、動翼を駆動する蒸気の速度が必然的に低下し、損失が生じる。これら2つの蒸気は互いに反発するような作用を持つため、反動損失と呼ばれる。

一部の蒸気導入段では、ノズルから出た蒸気は一部の動翼の流路を通過するのみで、他の動翼の流路には滞留した蒸気が満たされている。この動翼部分が再びノズルに向くように回転すると、ノズルから出る主蒸気流はまずこの停滞している蒸気を押し出さなければならず、その結果蒸気流の速度が低下し、エネルギー損失が生じる。

蒸気が供給されない動翼流路がノズルベーン列が配置された弧状部分に入ると、ノズルベーン列から噴出する高速の蒸気流が動翼流路内に残っている停滞した蒸気を押し出すため、運動エネルギーの一部が損失される。さらに、インペラーの高速回転と圧力差の影響により、ノズル群の出口末端の軸方向の隙間から蒸気が漏れ出し、出口の始端では蒸気が吸い込まれる現象が生じます。これにより、隙間内の低速の蒸気が動翼の流路に入り込み、主流を乱して損失を引き起こします。このような損失を排気損失と呼びます。