ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Пограничный слой и потери на трение в решетках из "Техническая газодинамика Издание 2 " Определение структуры пограничного слоя, образующегося на профиле, установление точек перехода и отрыва слоя являются важной частью задачи о профильных. потерях в решетках. Схема образования пограничного слоя на профиле в плоской решетке показана на рис. 8-11,а. [c.476] Пользуясь графиком распределения скоростей по обводу профиля, проследим характер изменения слоя на вогнутой 1И выпуклой поверхностях лопаток. [c.476] Рис 8-11. Схема образования пограничного слоя на профиле в решетке. [c.477] На спинке в направлении к узкому сечению толщина слоя также уменьшается. Вдоль спинки в косом срезе заметно интенсивное нарастание толщины слоя, достигающей у выходной кромки максимальных значений. Не которая часть спинки в косом срезе обтекается, как правило, с положительным градиентом давления (диффузорный участок спинки), что иногда может привести к отрыву (рис 8-11,6). [c.477] При проектировании решетки практически существенным является определение положения области перехода ламинарного слоя в турбулентный и условий безотрывного обтекания профиля. Как показывают расчеты и опыты , точка перехода чаще всего совпадает с точкой минимума давлений на спинке или несколько смещается в диффузорную область. В тех случаях, когда поток сильно турбулизирован, точка перехода может существенно смещаться против течения (в конфузорную область). [c.478] Рассмотрим некоторые результаты опытного исследования пограничного слоя в активной и реактивной турбинных решетках. [c.478] На рис. 8-12 приведены результаты измерений в пограничном слое на спинке профиля ТС-2А. Значительная конфузорность каналов этой решетки (.рис. 8-12,а) создает благо приятные условия для сохранения ламинарного режима в слое. Однако при выходе в косой срез (хсп = 0,5) ламинарный слой теряет устойчивость и переходит в турбулентный. Зона перехода вполне удовлетворительно определяется описанным в гл. 5 способом и занимает около 4% общего обвода профиля. Далее течение в пограничном слое носит явно выраженный турбулентный характер (рис. 8-12,6). За областью перехода Б косом срезе на спинке отмечается интенсивное нарастание толщины потери импульса. [c.478] Пограничный слой на вогнутой поверхности до выходной кромки ламинарный. Отсюда можно заключить, что точки отрыва на вььходной кромке расположены несимметрично относительно средней линии профиля. [c.478] Результаты исследования пограничного слоя в активной решетке, составленной из профилей МЭИ ТР-ОА, показали, что и здесь при расчетном угле входа существуют три зоны течения в слое, которые располагаются таким же образом, как и в каналах реактивных решеток. [c.478] При оптимальном угле входа Р1 = 23° (рис. 8-13) распределение скоростей вдоль спинки является конфузорным. Переходная зона при всех значениях М2 располагается за минимальным сечением канала прп входе в косой срез и изменение режима по М и Ке не приводит к заметному перераспределению протяженности лами-нарньих и турбулентных участков слоя. [c.478] Влияние двух других режимных параметров (Re и М ) на структуру слоя в решетках можно проследить по графикам на рис. 8-13 и 8-15, в, С ростом Re и толщина заметно уменьшается. [c.483] С переходом к сверхзвуковым скоростям величина б заметно возрастает в результате взаимодействия скачка уплотнения с пограничным слоем. В месте падения скачка на спинку в косом срезе может наблюдаться отрыв слоя. [c.483] Весьма существенное влияние на структуру пограничного слоя оказывает степень турбулентности потока, величина которой в ступенях турбомашин может достигать больших значений. [c.483] Влияние степени турбулентности на структуру пограничного слоя на спинке реактивного и активного профилей можно оценить по рис. 8-16, а и б. С увеличением турбулентности происходит перестройка профилей скорости в слое увеличивается наполнение профилей скорости (гл. 5). Увеличение степени турбулентности приводит к сокращению участка ламинарного слоя и к возрастанию толщины турбулентного слоя. [c.483] Характер изменения профильных потерь и потерь на трение в зависимости от степени турбулентности для двух типов решеток можно оценить по кривым на рис. 8-16, б. В реактивной решетке ТС-1А увеличение с 1 до 9 о приводит к возрастанию с 2,6 до Для активной решетки ТР-ОА кривая имеет минимум при Eq = 3 Iq. [c.483] На участке IVo o Vo происходит турбулизация слоя в точке отрыва на спинке и потери снижаются. Прл 3o/q с ростом Eq потери на трение возрастают более интенсивно, чем в конфузорной реактивной решетке. [c.483] По нему производится расчет толщины потери импульса. Предварительно необходимо правильно определить положение переходной области на спинке и вогнутой поверхности. [c.484] При отсутствии опытных данных 6 в зоне перехода можно определить по формулам, приведенным в 5-10. При высоких степенях турбулентности переход совершается вблизи входной кромки в этом случае отпадает необходимость учитывать ламинарный участок. [c.485] Результаты проверки точности расчета слоя для нескольких решеток можно видеть на рис. 8-13 и 8-14. Сравнение показывает удовлетворительную сходимость опытных и расчетных значений 6 во всей области дозвуковых скоростей (до М2 = 0,955). [c.486] В диффузорных (компрессорных) решетках величина Н несколько повышается. Таким образом, потери на трение в первом приближении можно считать пропорциональными толщине потери импульса на выходной кромке профиля и по ее величине судить об относительной эффективности решеток. [c.486] Вернуться к основной статье