ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние геометрических и газодинамических параметров на аэродинамические характеристики решетки из "Теория и расчет лопаточного аппарата осевых турбомашин " Влияние геометрических параметров. Изложенные методы расчета коэффициента профильных потерь и угла выхода потока из решетки позволяют определить расчетным путем влияние изменения того или иного геометрического параметра решетки ( , Р -на ее аэродинамические характеристики. Порядок выполнения таких расчетов изложен в монографии [19]. [c.90] Для иллюстрации приведем результаты расчета влияния изменения относительного шага 7 на характеристики рабочей (рис. 41) и сопловой (рис. 42) решеток старого типа. На этих рисунках, кроме зависимостей, полученных расчетным путем, приведены опытные данные. Расчетные зависимости удовлетворительно согласуются с опытными данными. [c.90] Аналогично расчетным путем могут быть построены зависи мости изменения аэродинамических характеристик решетки при изменении направления потока на входе, т. е. угла Pi. [c.90] Влияние числа Re на коэффициент профильных потерь. Одним из преимуществ расчетного метода определения профильных потерь (п. 2) является то, что он позволяет определить коэффициент потерь в решетке с одинаковой степенью точности во всем практически интересном диапазоне изменений числа Re. При этом расчет может быть столь же легко выполнен для таких больших чисел Re, которые соответствуют работе лопаток первых ступеней турбины высокого давления. Как известно, исследование решеток методом воздушной продувки в широком диапазоне изменения числа Re сопряжено с большими трудностями. [c.90] Приведем далее приближенные зависимости для оценки влияния числа Re на коэффициент потерь. При этом будем иметь в виду, что решетка обтекается без отрыва потока, и поверхность лопаток в аэродинамическом отношении является гладкой. [c.91] Знак 2. как и ранее, показывает, что входящее под знак суммы выражение подсчитывается отдельно для пограничного слоя на выпуклой и вогнутой поверхностях лопатки и их значения суммируются. [c.91] Рассмотрим вначале случай, когда значения числа Re невелики и лопаточный аппарат работает не в автомодельной по числу Re области (рис. 43, область J). [c.92] В этом случае на лопатках в современных в аэродинамическом отношении решетках, где распределение давлений практически по всему кон-туру профиля является конфузор-ным, в пограничном слое имеет место ламинарное течение. Величина Н будет постоянной (Я = 2,56). [c.92] При больших значениях числа Re (рис. 43, область 3) на основной части (определяющей величину потери энергии от трения) поверхности течение в пограничном слое будет турбулентным. [c.93] Если известен коэффициент потерь при каком-либо значении числа Re, то, ориентируясь на приведенные выше величины Re, соответствующие переходной области, на основании выражений (113), (114), (66 ) и (71) может быть построено изменение в зависимости от Re. [c.94] Экспериментально влияние числа Рейнольдса на коэффициент профильных потерь исследовано лишь в диапазоне сравнительно небольших значений Re. Исследованный диапазон включает область / и может быть лишь начало области 3. Построение опытным путем количественной зависимости по влиянию числа Рейнольдса при больших его значениях представляет значительные трудности. Решение этого вопроса может быть осуществлено в замкнутой установке с изменяемой плотностью рабочей среды. Кроме того, для этого требуется провести специальные методические работы, связанные с уменьшением погрешности экспериментальных данных. [c.94] Характерные опытные данные приведены на рис. 44. Здесь для наглядности опытные данные представлены в виде отдельных экспериментальных точек. Лишь на рис. 44, в построена опытная зависимость (штрих-пунктирная линия). Сплошными линиями показаны результаты расчета. [c.94] Сопоставление опытных данных с результатами расчета по изложенной методике с использованием зависимости (113) указывает на удовлетворительное их соответствие (рис. 44). Коэффициент кромочных потерь, входящий в равенство (66 ), подсчитывался по выражению (71) при т = 0,2. [c.94] Влияние числа Re на величину кромочных потерь в количественном отношении в настоящее время установить не представляется возможным. Поэтому второе слагаемое в равенстве (66 ) приходится принимать независящим от Re. При рассмотрении решеток с кромками малой толщины для сокращения вычислительной работы в первом приближении можно считать, что зависимости вида (ИЗ) и (114) справедливы и для q. Это при выполнении практических расчетов не приведет к существенной погрешности. [c.94] В компрессорных решетках в представляющей практический интерес области изменения числа Re пограничный слой, как правило, является турбулентным. В этом случае оценку влияния числа Re на коэффициент потерь выполним, используя зависимости (23) и (114). [c.96] Влияние числа М. Число М учитывает сжимаемость рабочей среды. Влияние М на величину потерь энергии в решетке сказывается прежде всего через изменение распределения скоростей по контуру профиля. При увеличении числа М в эпюре распределения скоростей вдоль контура лопатки обостряются пики и таким образом увеличивается отношение максимального значения скорости в канале к скорости, например за решеткой. Это, естественно, приводит к некоторому возрастанию величины потерь энергии от трения в пограничном слое. Указанное увеличение потерь от трения учитывается при определении коэффициента профильных потерь расчетным путем. Опыты, однако, показывают, что указанное возрастание потерь энергии с увеличением числа М в области докритических скоростей (при М М р) является незначительным. [c.96] Резкое возрастание при М М р, вытекающее из результатов исследования неподвижных решеток методом продувки, пока не получило достаточно убедительного объяснения, тем более, что результаты испытания ступеней в опытных турбинах не показывают снижения к. п. д. при соответствующих срабатываемых ими теплоперепадах. [c.97] Достаточно твердо можно утверждать, что в области до-критических значений числа М коэффициент потерь практически не зависит от величины этого параметра. [c.97] ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДОПУСТИМОЙ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ЛОПАТОК. [c.98] Вернуться к основной статье