ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Построение решеток в потоке вязкой жидкости с гидродинамически целесообразным распределением скорости из "Гидродинамика решеток турбомашин " Из всех известных методов построения решеток в потоке невязкой жидкости наилучшее приближение к действительно.му струй.чому течению в окрестности выходной кромки дает метод годографа скорости ( 15 и 25), который и рассматривается ниже как исходный для построения решетки в потоке вязкой жидкости. [c.416] В качестве примера на рис. 139 показано построение решетки в потоке вязкой сжимаемой жидкости по методу годографа скорости ). [c.416] Затем можно, пользуясь формулами предыдущего раздела, определить действительный угол выхода потока вязкой жидкости и основные оценочные параметры ср, ф и т . [c.418] Построение решетки по заданному годографу скорости теоретической формы практически невыгодно, так как при этом не гарантируется получение одновременно заданных углов потока п я определенного целесообразного распределения скорости на профиле. [c.418] Избежать указанного недостатка можно только при фиксированном положении вихреисточника и вихрестока с заданными интенсивностями и при специальном изменении формы годографа скорости, не изменяющем заданного характера распределения скорости на профиле. [c.418] Прежде чем перейти к описанию практического метода построения решетки, остановимся на вопросе о том, что следует считать гидродинамически целесообразным рас]]ределением скорости, которого следует добиваться при построении решетки. [c.418] Правильный подход к определению формы обтекаемых тел вообще и решетки в частности заключается в обеспечении такого распределения скорости на их поверхности, при котором обтекание построенного тела действительной (вязкой) жидкостью в наибольшей мере приближалось бы к его теоретическому обтеканию идеальной (невязкой) жидкостью. Соответствующее теоретическое распределение скорости (которое мы и называе.м гидродинамически целесообразным) характеризуется отсутствием на профиле местных сверхзвуковых зон с последующим торможением потока и отсутствием на большей части профиля участков с повышением давления (диффу-зорных участков). Если такие участки неизбежнь (например, в компрессорных решетках), то на них должно удовлетворяться условие безотрывного обтекания вязкой жидкостью с образованием пограничного слоя. [c.418] Очевидно, указанные выше условия не определяют однозначно распределения скорости и, соответственно, формы обтекаемого тела. Принципиально возможна постановка вариационной задачи нахождения формы обтекаемого тела с наименьшими потерями кинетической энергии потока, вызванными трением , которые определяются путем расчета пограничного слоя, однако строгое исследование этой задачи в общей постановке затруднительно ввиду сложности связи между формой тела и потерями трекия. [c.418] Необходимо отметить, что долгое время в технической и до последнего времени в учебной литературе встречалась неправильная точка зрения на профилирование решеток, связанная с переносом аэродинамических характеристик одиночного профиля на профиль в решетке, и давались рекомендации по выбору оптимального положения заданного профиля в решетке и наивыгоднейших условий ее обгекания. [c.418] В настоящее время подход к рациональному профилированию решеток, исходя из распределения скорости на их профиле, ясен и общепризнан. Различные авторы строят тем или иным способом, решетки с гидродинамически целесообразным распределением скорости, причем экспериментальные исследования этих решеток показывают, как правило, их преимущество по сравнению с решетками, применявшимися ранее. Сравнительная оценка различных способов построения должна производиться по возможности получения потребного распределения скорости на профиле и по времени, затрачиваемому на проведение расчетов. [c.419] В 1950 г. автором был разработан описанный ниже метод профилирования решеток, который представляется наименее трудоемким из известных, поскольку построение решетки с выполнением всех предъявляемых к ней требований занимает не более четырех часов работы двух человек. [c.419] Этот метод был внедрен в практику профилирования решеток газотурбинных двигателей и использован для построения большинства теоретических решеток ). [c.419] Для построения решетки задаются углы потока на входе р] и выходе ij, относительная скорость X на входе (или на выходе), шаг решетки I, угол выходной кромки X, толщина выходной кромки d и число R. [c.419] Решетка строится по заданному годографу скорости фиктивного потока несжимаемой жидкости в соответствии с приближенным методом С. А. Чаплыгина, описанным в гл. 5. [c.419] Годограф скорости строится в плоскости V. При построении годографа скорости (рис. 140, а) и обеспечивается получение целесообразного распределения скорости на профиле. [c.420] Дополнительные соображения о выборе формы годографа приводятся ниже. [c.421] Отображение производится с помощью электрического моделирования и заключается в определении соответствия определенных точек окружности 2 = е и точек контура годографа. По форме заданной области годографа изготавливается пластилиновая ванна (рис. 96), которая заполняется водой, и отображение производится, как это было описано в 36. [c.421] Каждый отрезок Дд откладывается от конца предыдущего в направлении среднего вектора У р. Построение профиля удобно производить непосредственно на чертеже годографа скорости, как показано на рис. 140, а. [c.422] Соседний профиль решетки вычерчивается на расстоянии заданного шага t в направлении фронта решетки. [c.422] Точность всего построения в целом проверяется по совпадению получающейся и заданной величин ширины струйной зоны. Несовпадение не должно превосходить 2% шага решетки. [c.422] Вернуться к основной статье