ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Предисловие главного редактора издательства Пергамон пресс из "Аэродинамика решеток турбомашин " Книги ПО термодинамике и гидродинамике издательства Пергамон пресс для Международной библиотеки первоначально планировалось выпускать в рамках серии учебников по трехгодичным курсам этих дисциплин для студентов учебных заведений, готовящих инженеров-механиков. Впоследствии задачи этих учебников расширились, и было выпущено несколько серий, которые предназначались не только для студентов, но также для аспирантов и инженеров-практиков. В них входили новые издания книг, опубликованных ранее в серии учебников. [c.8] Настоящая книга проф. Дж. Гостелоу содержит сведения о последних достижениях в области газодинамики решеток, которые будут полезны для инженеров, работающих в авиационной промышленности. Она послужит также ценным пособием для аспирантов в период перехода от научных занятий к самостоятельной исследовательской работе. Различные вопросы и проблемы газодинамики решеток, затронутые в книге, освещены достаточно глубоко и представляют интерес также для опытного исследователя. Таким образом, книга является еще одной вехой на пути развития раздела термодинамики и гидродинамики Международной библиотеки издательства Пергамон пресс . [c.8] В настоящей книге Аэродинамика решеток турбомашин предполагалось охватить максимально широкий круг вопросов, связанных с течением через плоские ряды профилей лопаток, обычно называемые решетками. Решеточные системы встречаются в инженерной практике чаще всего в тех случаях, когда требуется повернуть поток на некоторый угол. Они нашли широкое применение при разработке и проектировании турбомашин. Течения в проточной части компрессоров, вентиляторов, винтов, насосов и турбин исследуются путем анализа характеристик решеток лопаточных венцов. [c.9] С точки зрения технической эффективности очень выгодна высокая удельная работа турбомашин, которые, как и следовало ожидать, оказались более компактными и малошумными в работе, чем их предшественники. В связи с этим очень важно расширять и совершенствовать методы газодинамического расчета течений. Необходимость в увеличении нагрузки лопаток в равной степени относится как к паровым и газовым турбинам стационарных силовых установок, так и к авиационным газовым турбинам. Такие же тенденции наблюдаются в области разработки вентиляторов и компрессоров. Так или иначе, дальнейший прогресс в этой области немыслим без непрерывного расширения и углубления знаний физических процессов течения в решетках. [c.9] Мне трудно решить, чем является в действительности эта книга справочником, обзорной работой или учебником для студентов. Она представляет собой первую специализированную книгу, написанную на рассматриваемую тему в англоязычных странах, и подход к ее написанию отражает точку зрения и вкусы автора. Я с самого начала чувствую, насколько велика потребность, по крайней мере, в учебном пособии для студентов старших курсов специальных учебных заведений. [c.9] В некоторых главах дается ретроспективное рассмотрение тех или иных вопросов газодинамики решеток. Надеюсь, что это полезно с точки зрения определения перспектив дальнейшего развития исследований. Это касается не только газодинамики решеток, но и других областей газодинамики. При завершении работы но составлению списка литературы мне пришлось просмотреть огромное количество материала тема оказалась на редкость разносторонней и актуальной. Через некоторое время решеточная модель, вероятно, будет вытеснена теоретическими расчетами полностью трехмерного течения. Но это время еще не наступило я считаю, что дальнейший прогресс, особенно в расчете сверхзвуковых потоков, невозможен без тщательного теоретического и экспериментального исследования решеток. [c.10] Недостаточность открытых публикаций по некоторым вопросам и языковой барьер не позволили в должной мере осветить все проведенные исследования по такой обширной теме, какой является газодинамика решеток. Некоторые аспекты, например, двухфазные течения или испытания решеток на воде, не были затронуты. Я заранее приношу свои извинения, если что-то важное было упущено или проявлено недостаточное внимание к исследованиям какого-либо автора. [c.11] Самую большую благодарность я приношу своей семье, разделившей со мной все трудности создания книги. Моя жена Валери взяла на себя труд печатания и подготовки фотокопии рукописи. Поэтому настоящую книгу я посвящаю своей семье. [c.11] Решетки лопаток используются в инженерной практике при необходимости осуществить поворот потока жидкости или газа. Широкое применение решетки лопаток нашли в турбомашинах, С учетом ведущей роли, которую играет турбомашиностроение в энергетике, решеточная модель будет представлена ниже именно в этом аспекте. Тему аэродинамики решеток турбомашин можно было бы разрабатывать в чисто теоретическом плане, затрагивая минимальное количество практических задач и не обременяя читателя обилием специальной информации. Однако такой подход малоэффективен с точки зрения инженерной практики, на которую в значительной мере ориентирована настоящая книга. [c.12] Хотя книга в целом посвящена исследованию течений в проточной части турбомашин, основное внимание в ней уделяется аэродинамике решеток. Более подробные сведения относительно расчета и проектирования различных элементов и узлов турбомашин читатель может найти в работах [1.1 —1.3]. [c.12] С самого начала важно подчеркнуть, что решетка рассматривается как модель. В механике жидкости и газа процесс моделирования представляет собой физико-математический способ упрощения реальной физической картины, с помощью которой достигаются ее более глубокое понимание и рациональное объяснение. [c.12] Течение в проточной части турбины чаще всего находится под воздействием благоприятного (отрицательного) градиента давления в направлении потока. В связи с этим течение в турбинах, по крайней мере дозвуковых, можно считать вполне устойчивым по отношению к погрешностям в профилировании лопаток и различным неравномерностям потока. Однако того же самого нельзя сказать об осевых компрессорах, вентиляторах или насосах. Эти агрегаты работают в условиях неблагоприятных положительных градиентов давлений, когда значительно возрастает вероятность отрыва потока при его торможении. Большинство первых осевых компрессоров были плохо спрофилированы просто из-за отсутствия необходимых знаний в области аэродинамики. Парсонс в 1884 г. получил патент на использование реверсированной турбины в качестве осевого компрессора, а позднее построил много таких турбин для использования в качестве воздуходувки [1-4]. Хотя отношение давлений в таких турбинах было невысоким, их КПД не превышал 55 %. [c.13] Несколько позже (в 1903 г.) братья Райт еще до своего первого полета осуществляли продувки аэродинамических профилей в собственноручно построенной аэродинамической трубе. Методика продувок в то время была разработана только для одиночных профилей, тогда как для осевых компрессоров необходимы были продувки решеток лопаток с большим количеством профилей. [c.13] В течение последующих трех десятилетий появилось множество различных усовершенствований, относящихся к профилям лопаток и лопаточным решеткам, которые оказали существенное влияние на развитие не только турбостроения, но и турбореактивных двигателей. [c.13] Уиттл пришел к выводу, что наилучшую возможность для получения высокого КПД турбореактивного двигателя обеспечивает центробежный компрессор. В стесненных обстоятельствах военного времени 1940-х гг. эта оценка оказалась правильной. Гриффитс полагал, что осевой компрессор имеет большие потенциальные возможности, и эту точку зрения разделяли немецкие и итальянские инженеры. И хотя уже давно было принято считать, что центробежный компрессор является идеальным агрегатом для малоразмерных двигателей, эффективный осевой компрессор впоследствии оказался незаменимым для многих ГТД. [c.14] В результате систематического совершенствования методов аэродинамического проектирования, а также тщательного анализа и обобщения результатов продувок решеток удалось сконструировать эффективный осевой компрессор. Были заложены основы для проектирования современных газовых турбин, и с тех пор на этом фундаменте ведутся практически все разработки осевых турбомашин. Когда-нибудь разработка различных методик расчета течения в проточной части турбомашин с помощью ЭВМ позволит отказаться от использования решеточной модели. Однако, по мнению автора, этот день наступит еще нескоро. [c.14] Вернуться к основной статье