ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Требования к низкоскоростным аэродинамическим трубам для продувки решеток из "Аэродинамика решеток турбомашин " МОЖНО большем диапазоне скоростей, а следовательно, и чисел Рейнольдса. Начальное течение должно иметь низкий уровень-турбулентности, но должна суидествовать возможность его увеличения путем постановки в поток сеток или каких-либо других устройств. [c.55] Периодичность потока от одного межлопаточного канала к другому является одним из основных требований для проведения качественных продувок решетки. Выполнение этого требования должно быть проверено траверсированием потока не только за решеткой, но и перед ней. Изменения в распределении скорости и угла потока при переходе от одного канала к другому должны быть минимальными. [c.55] При первых продувках решетки с указанными измерениями обычно обнаруживаются заметные изменения в тангенциальном направлении статических давлений на боковой стенке, угла потока или того и другого. Это характерно как для турбинных, так и для компрессорных решеток и объясняется срывом с лопатки сформировавшегося на концевых стенках толстого пограничного слоя. [c.56] Обычно от этого нежелательного эффекта избавляются с помощью щелей для отсоса пограничного слоя на концевой стенке непосредственно перед решеткой. Очевидно, что отсос должен регулироваться, и обычно изменение массовой скорости отсоса через щели на концевой стенке сильно влияет на распределение статического давления и угол потока. Систему отсоса можно оптимизировать, обеспечив таким путем необходимую периодичность течения от одного межпрофильного канала к другому. [c.56] При таком оборудовании трубы для продувки решеток назначение траверсирования потока за решеткой состоит в регистрации эффектов решетки при тщательном управлении течением на входе. Вопрос о том, на каком расстоянии от выходных кромок лопаток следует проводить измерения, остается, однако, открытым. Большинство низкоскоростных аэродинамических труб имеет выход из решетки в виде свободной струи в атмосферу. Нет каких-либо физических ограничений на положение места траверсирования потока в пространстве между выходными кромками лопаток и на бесконечности за решеткой. Теоретически желательно местоположение измерений на бесконечности за решеткой, но, к счастью, оно не является необходимым. [c.56] В плоскости выходных кромок полное давление изменяется в пределах величины скоростного напора, а угол потока в пределах 10° (рис. 2.12). Это приводит к неопределенности при вычислении углов отклонения и потерь в решетке. Поэтому измерения близко к выходным кромкам лопаток рекомендуется проводить только со специальными целями. Перемешивание происходит, в основном, на расстоянии одной хорды за решеткой, и угол потока вдоль шага изменяется уже незначительно. Поэтому траверсирование потока производится, как правило, на расстоянии одной хорды за решеткой. [c.56] Калибровку указателя направления потока обычно проводят на его месте установки в аэродинамической трубе, но без решетки. Из-за погрещностей изготовления указатели направления потока не строго симметричны относительно трубки Пито. Поэтому их необходимо калибровать так, чтобы направление потока при равенстве давлений в двух боковых трубках соответствовало некоторому определенному положению насадка. [c.57] Положение насадка удобно отсчитывать по показаниям миниатюрного спиртового манометра, обеспечивающего точность 3. В случае больших насадков манометр можно установить непосредственно на трубке Пито. [c.58] Для калибровки угломерного насадка решетка удаляется из аэродинамической трубы угол потока измеряется в одной и той же точке введением насадка в поток сначала с одной торцевой стенки, а затем с другой. Таким способом можно определить погрешность измерения угла датчиком по отношению к направлению потока в трубе и ввести соответствующую корректировку. [c.58] Траверсирование потока за решетками — весьма утомительная процедура, поскольку включает регистрацию большого числа манометрических давлений, последующую обработку и оценку данных. Однако этот процесс легко автоматизировать, и многие современные аэродинамические трубы снабжены не только механизмами дистанционного управления траверсированием потока, но и системами машинной обработки данных. В программу обработки результатов измерений на ЭВМ целесообразно ввести калибровку датчика и коррекции на дрейф температуры, процедуры численного интегрирования, вычисления и вывода всех выходных величин. Такие параметры, как отношение осевых скоростей, целесообразно вычислять в темпе эксперимента. [c.58] Применение таких методов еще более экономически оправдано при работе на высокоскоростных аэродинамических трубах. В этом случае проще также измерять давления вследствие того, что для повышенных давлений имеется широкий диапазон датчиков. [c.58] Вместо траверсирования потока за решеткой некоторые экспериментаторы предпочитают использовать гребенки полного давления, охватывающие один или два межпрофильных канала. Трубки полного давления нечувствительны к изменению угла натекания, и до тех пор, пока их оси приблизительно совпадают с направлением потока, никаких других погрешностей, за исключением эффектов интерференции, быть не должно. Принципиальная трудность этого метода состоит в том, что приемные отверстия гребенки должны быть расположены на одном и том же расстоянии от решетки. Это условие можно соблюсти для данной гребенки только при некотором одном угле потока. Поэтому для проведения продувок в некотором диапазоне рабочих условий необходимо иметь набор гребенок. Это вносит дополнительные погрешности в измерения и менее удобно, чем использование автоматизированной системы траверсирования потока с одним комбинированным ориентируемым насадком. [c.58] Как для компрессорных, так и для турбинных решеток удаление пограничного слоя на концевых стенках перед решеткой весьма полезно. Опыты автора показывают, что через перфорированные стенки отсос производится более аккуратно, чем через щели, возмущающие поток. [c.59] Остается теперь выяснить вопросы, следует ли непрерывно-отсасывать поток с боковых стенок в непосредственной близости от решетки и какое выбирать удлинение лопаток. Ответы на эти вопросы различны для решеток с замедлением и ускорением потока. [c.59] В турбинных решетках (за исключением, может быть, только активных решеток, в которых имеется значительная область положительного градиента давления) отрицательные градиенты давления исключают возможность срыва потока в углах канала. Следовательно, осевая скорость на выходе из решетки будет незначительно превосходить осевую скорость на входе,, и отсасывать пограничный слой потребуется лишь на небольшом участке боковых стенок. [c.59] Таким образом, двумерность течения в этом случае обеспечивается сравнительно простым способом. [c.59] Компрессорные решетки значительно больше подвержены влиянию отрыва пограничного слоя на боковых стенках. Уже в ранних продувках решеток было отмечено, что удлинение лопаток г = 4 и даже более оказалось недостаточным для исключения значительного влияния трехмерности течения на угол отклонения потока в решетке. Отсюда следует вывод, что при продувках компрессорных решеток необходимы проницаемые боковые стенки, с помощью которых можно управлять величиной отношения осевых скоростей — параметром, который необходимо определять при любых испытаниях решеток. Если производится отсос пограничного слоя с боковых стенок, то не требуется больших удлинений лопаток. В этом случае можно проводить испытания решеток при 1=1. [c.59] Вернуться к основной статье