Зоны срывные

Детальное изучение потока показало, что основные гидравлические потери имеют место в срывных зонах на внутреннем контуре, причем наиболее интенсивная срывная зона располагается уже в межлопаточном [c.299]

При уменьшении зазоров до значений = 0,02 и 62 = 0,0044 структура потока в той же ступени качественно меняется (см. рис. 4.3). Явления, свидетельствующие о наличии отрывов, исчезают, эпюры распределения расхода и расходной составляющей скорости становятся плавными. Степень реактивности увеличивается до расчетного значения. Рост к. п. д. происходит главным образом за счет улучшения условий работы периферийной зоны (к, п. д. возрастает до 70 %), а также из-за благоприятного перераспределения расхода по высоте проточной части, когда большая часть расхода проходит через высокоэкономичные прикорневые сечения. Провалы эпюры расхода G и скоростей Я 22 отсутствуют, что говорит о локализации срывных явлений внутри рабочего колеса. Некоторое увеличение G У пери- [c.156]

Вынужденные колебания могут вызваться и пульсациями потока, возникающими в результате срыва вихрей при обтекании элементов конструкции проточной части. В возбуждении вынужденных колебаний компрессорных рабочих колес важное место занимает вращающийся срыв потока на рабочих лопатках, Он возникает в виде одной или нескольких вращающихся относительно рабочего колеса срывных зон. Образование вращающегося срыва не связано с колебательными свойствами собственно рабочего колеса, а обусловлено режимом обтекания его. В газотурбинных двигателях пульсацию потока способна также генерировать неустойчивость работы камеры сгорания и т. д. [c.138]

Спектральный состав такого возбуждения весьма сложен. На формирование его помимо спектра частот пульсаций потока, характерных собственно срывным зонам, оказывают влияние перенос и осцилляция этих зон относительно рабочего колеса. Однако на рабочем колесе, оказывающем фильтрующее действие, сильнее проявляются составляющие колебаний, выделяющиеся в дискретный спектр, близкий к спектру собственных частот или его части. [c.156]

В то же время в РК очень большой веерности при малых объемных расходах в корневой области развиваются сильные срывные явления и возможны дал<е попятные двил<ения потока (см. п. ХП.6). На холостом ходу или нагрузках 10—20% от номинальной эти срывные зоны могут занимать 80% и более от высоты проточной части. Обратные потоки содействуют вовлечению отраженных капель в РК, что вызывает эрозию выходных кромок лопаток. Эти потоки легко увлекают также влагу, срывающуюся с полотна диска и проносящуюся в непосредственной близости от выходных кромок РЛ. Подсасывание этих капель в РК приводит к соударению их с выходными кромками. Срыв с диска капель имеет локальный характер, и в соответствии с этим образуется неравномерный в относительном движении поток капель, затрагивающий отдельные группы рабочих лопаток. [c.236]

Одной из качественных особенностей течения со срывным] зонами является перемещение срывных зон в окружном направлении. Этот феномен может быть объяснен действием механизмов двоякой природы. [c.123]

Прежде всего, опыт показывает, что срыв потока возникает не на всех лопатках одновременно, а только на части. Это, в свою очередь, объясняется двумя причинами производственными отклонениями в геометрии профилей лопаток (так как лопатки выполняют с некоторым допуском) и ростом асимметрии потока. Как уже было ска зано во второй главе, поток не является строго осесимметричным даже на расчетном режиме работы компрессора. На глубоких нерасчетных режимах, каковыми являются срывные режимы, симметрия потока еще более нарушается. Около первоначально образовавшейся срывной зоны происходит растекание потока. Это объясняется тем, что при возникновении срыва на какой-либо группе лопаток уменьшается сечение канала, образованного двумя соседними лопатками, происходит дросселирование воздуха, поэтому набегающий поток растекается в обе стороны от срывной зоны (рис. 7.19). Направление относительной скорости по обе стороны от зоны срыва изменяется так, что углы атаки на лопатках, расположенных в направлении относительной составляющей скорости (рис. 7.19 — слева), увеличиваются, и на них происходит отрыв потока. На лопатках, расположенных по другую сторону от середины зоны, в том числе и на тех, где первоначально возник отрыв, углы атаки уменьшаются и течение становится безотрывным. [c.123]

Описанная схема недостаточна для объяснения причин вращения срывных зон в ступени, состоящей из нескольких венцов, или в многоступенчатом компрессоре. Здесь структура явления сложнее. Возникновение срыва на каком-либо участке одного из лопаточных венцов (образование малой скорости или обратного тока) приводит, во-первых, к резкому увеличению углов атаки на прилегающих участках последующего венца и, таким образом, к индуцированию срыва на этом венце. Во-вторых, при образовании срывной зоны происходит торможение потока на прилегающем участке предыдущего венца, что также приводит к увеличению углов атаки и возникновению срыва на лопатках и этого венца. Таким образом, возникнув в каком-либо венце, срыв распространяется и на другие венцы компрессора. В связи с этим срывные зоны, охватывающие различные лопаточные венцы, [c.123]

Рис. 7.19. Схема распространения срывной зоны в единичной неподвижной решетке

Заторможенные частицы, находящиеся в срывной зоне в рабочих колесах, увлекаются их лопатками в сторону вращения ротора. При этом передняя (по вращению) часть срывной зоны на роторе выносится при своем движении в область свободного незаторможенного потока в аппаратах и прилегающих участках перед и за компрессором и дросселирует этот поток. Указанное явление приводит к торможению воздуха в рассматриваемой части области проточной части компрессора, т. е. к перемещению всей зоны срыва (зоны малой скорости) в сторону вращения ротора. Одновременно частицы воздуха в аппаратах и в потоке перед и за компрессором отдают (при своем торможении) освобождающуюся часть осевого импульса тормозящей их области потока в передней части срывной зоны в колесах, разгоняют эти частицы, что приводит к перемещению границы срывной зоны в колесах в сторону, противоположную их вращению (в относительном движении). [c.124]

Аналогично свободные частицы, движущиеся через рабочее колесо позади срывной зоны, тормозятся и отдают часть своего импульса — разгоняют замедленные частицы в направляющих аппаратах и прилегающих участках перед ступенью и за ней. [c.124]

Существуют высокочастотная и низкочастотная нестационарности потока, когда по времени изменяются параметры и скорость воздуха на входе в компрессор. Высокочастотная нестационар-ность, возникающая вследствие образования срывных зон за лопатками рабочего колеса и направляющего аппарата при их относительном перемещении, достигает нескольких тысяч герц, [c.132]

При обтекании сильно изогнутых профилей на его выпуклой поверхности в зоне радиальной щели могут возникнуть срывные явления, сопровождаемые интенсивным вращательным движением и перемешиванием потоков. Эти явления усиливают отрицательное влияние радиального зазора. [c.164]

Он охватывает область преимущественно периферийных сечений. Природа-этого вида неустойчивой работы обусловлена тем, что при большой длине лопатки под действием центробежных сил инерции происходит интенсивное перетекание пограничного слоя от основания лопатки к вершине и образование периферийных вращающихся срывных зон. [c.153]

Экспериментальное исследование помпажа в последние годы выявило существование особой формы неустойчивой работы осевого компрессора — так называемого вращающегося срыва. Вращающимся срывом называют срывную зону, охватывающую группу лопаток, перемещающуюся по окружности рабочего колеса. Вращающийся срыв обычно возникает у периферии лопаток, а затем распространяется к их втулке. Скорость вращения срыва пропорциональна окружной скорости лопаток. В каждой ступени компрессора может существовать несколько вращающихся срывных зон. [c.154]

Возникшие срывные зоны, за редким исключением, не остаются связанными с одними и теми же лопатками колеса или аппарата, а равномерно перемещаются в окружном направлении. Это явление получило название вращающегося срыва. [c.133]

Одной из причин перемещения (вращения) срывных зон является растекание воздушного потока по обе стороны занятых срывом межлопаточных каналов, показанное схематично на рис. 4.16. Как видно, направление вектора скорости набегающего на лопатки потока по обе стороны от зоны срыва изменяется таким образом, что на лопатках, расположенных на схеме справа от зоны срыва, углы атаки увеличиваются, что приводит к распространению срыва на эти лопатки. С противоположной стороны, наоборот, углы атаки [c.133]

Механизм перемещения срывных зон в осевой ступени связан также с наличием относительного движения вращающихся и неподвижных решеток. В результате этого движения межлопаточные каналы, находящиеся в данный момент в зоне срыва и заполненные поэтому потоком, имеющим малые или даже отрицательные осевые скорости, оказываются через некоторое время расположенными против каналов соседней решетки, в которых срыв не имел места. Вследствие этого в каналах, где срыва раньше не было, течение тормозится и углы атаки становятся больше критических, а в каналах, ранее занятых срывным потоком, наоборот, происходит увеличение осевой скорости. [c.134]

Из-за указанного взаимодействия соседних решеток скорость вращения срывных зон оказывается зависящей от числа лопаточных венцов в ступени (например, от отсутствия или наличия входного направляющего аппарата) и от осевого зазора между соседними венцами. При прочих равных условиях скорость вращения срывных зон уменьшается при увеличении числа венцов в ступени, как это видно из рис. 4.18. [c.135]

Число срывных зон может быть различным в зависимости от типа ступени и режима ее работы. Если число зон превышает еди- [c.135]

Рис. 4.19. Срывная зона (вид спереди) и характеристика ступени с относительно короткими лопатками

В ступенях с промежуточными значениями d при Са<Са min могут наблюдаться сначала небольшие срывные зоны, занимаю- [c.137]

Рис. 4.21. Срывные зоны (вид спереди) и характеристика ступени с относительно длинными лопатками

Рассмотрим особенности возникновения срыва в нерегулируемом компрессоре при высоких значениях Лпр, близких к расчетным (йпр 1). В этом случае рассогласование ступеней невелико и на оптимальном режиме работы компрессора углы атаки на лопаточных венцах во всех ступенях также близки к расчетным. При уменьшении расхода воздуха наиболее резко будут увеличиваться углы атаки в последних ступенях компрессора и поэтому в рассматриваемом случае критические углы атаки будут достигнуты, прежде всего, в последних ступенях. Однако вследствие малого рассогласования ступеней углы атаки в остальных ступенях также будут близки к критическим. Возникновение срыва в какой-либо из последних ступеней, имеющих большие значения й, как указывалось, обычно сопровождается образованием срывной зоны значительных размеров и резким падением напора. Дросселирующий эффект, оказываемый срывной зоной на поток в соседних лопаточных венцах, и снижение расхода воздуха, вызванное падением напора (при неизменном сопротивлении сети), в условиях малых запасов по срыву в остальных ступенях приводят к очень быстрому (за несколько сотых долей секунды) распространению срыва на весь компрессор. При этом во всех ступенях наблюдаются мощные срывные зоны, охватывающие около половины окружности колеса и вращающиеся как одно целое примерно с той же угловой скоростью, которая характерна для последних ступеней (со = 0,1. ... ..0,4). [c.145]

Таким образом, первоисточником причин потери газодинамической устойчивости, как правило, является отрыв потока в меж-лопаточных каналах компрессора. Очаги срыва локализуются вначале на стенках профиля, по мере дросселирования потока постепенно разрастаются и на некотором режиме сливаются в обширные зоны, охватываюш,ие целый ряд межлопаточных каналов. Радиальная протяженность этих зон зависит от относительного диаметра ступени й (относительной длины лопаток). В ступенях с длинными лопатками срывные зоны занимают только часть высоты лопаток в периферийной области (рис. 7.17, а). По мере дросселирования потока область, занятая срывным течением, все больше смеш,ается в сторону втулочной области, одновременно распространяясь и в окружном направлении. В ступенях с большим относительным диаметром втулки (короткие лопатки) зоны срывного течения охватывают всю высоту лопатки сразу (рис. 7.17, б). [c.122]

По высоте гориэоитальнов оперение должно располагаться в струе виита и воедиожно ниже, эт способствует сохранению его эффективности на больших углах атаки. Высоко расположенное на киле, в частное-t-и, Т-обрааное оперение может ггопадать в зону срывного течения эв крылом. [c.52]

При увеличении угла атаки более 13. . . 16 на верхней поверхности крыла появляются очаги срывного обтекания, в которых разрежение значительно снижается по сравнению с тем, что было при безотрывном обтекании. Дальнейший рост угла атаки способствует раси1ир т1ю зоны срывного обтекания. Участок зависимости ) соотьетствуюши [c.127]

В случае, если вход в раздающий канал данного аппарата осуществлен неилавно, например так, как показано на рис. 10.33, б, степень неравномерности распределения скоростей истечения возрастет. При неплавном входе на относительно большом расстоянии от начального сечения образуется срывная (вихревая) область, которая поджимает входную струю, повышая в ней скорость и еще больше понижая в данной зоне статическое [c.303]

Применение закрученных по закону г tg jJg = onst лопаток осевой решетки РК приводит к принципиально иной картине течения (рис. 4.4). Угол р, увеличивается от корня к периферии решетки, соответственно увеличивается доля расхода через высокоэкономичную прикорневую область проточной части, что является одной из причин более высокого к. п. д. Вместе с тем в периферийной зоне, охватывающей приблизительно от Vg до V4 высоты лопатки, наблюдается резкое уменьшение расходной составляющей скорости и угла 2- Вблизи внешнего меридионального обвода эти величины возрастают. Резко растет также угол у. Такое распределение основных параметров потока на выходе ступени является следствием срывных явлений в области поворота потока из радиального направления в осевое. Принципиальная картина течения за РК при наличии срывов (обратного течения) потока, близкая к вышерассмотренной, установлена Норншильдом [113]. [c.146]

Авторы утверждают, что устойчивое горение керосина на паро-воздушном окислителе при температуре смеси 620° К и достаточной полноте сгорания наблюдается только тогда, когда содержание пара в смеси меньше 30%. При содержании пара в смеси 33—34% наступает нарушение устойчивости и происходит срыв процесса горения. Но уже при приближении к срывному содержанию пара в окислителе, т. е. 30%, заметно ухудшается полнота сгорания. Так, при Пв = 1Д -5- 1,2 химический недожог = 2%, а при Нв = 1,02 он повышается до 3 = 14%. Одновременно, как указывают авторы, температура в зоне резко понижается (до 1100° К). [c.186]

Формирование вращающегося срыва поясняет схема на рис. 8.11. Срыв, появившийся по тем или иным причинам на одной из лопаток, дросселирует межлоиаточный канал, расположенный со стороны ее спинки, поэтому подходящий к фронту решетки поток вынужден растекаться, как показано на рис. 8.11, увеличивая угол атаки на лопатках, расположенных со стороны спинки данной, и уменьшая его на лопатках, расположенных по другую сторону от нее. Увеличение углов атаки провоцирует развитие срывов, а уменьшение способствует угасанию их, поэтому срывная зона начинает перемещаться относительно решетки лопаток в сторону от их спинок к корытцу соседних. [c.157]

В прикорневой зоне за РК в направлении его вращения движутся капли, увлекаемые потоком пара, покидающим РК в условиях срывных явлений, а также капельные потоки, порождаемые струями сбрасываемого в конденсатор из разных источников сильно увлажненного пара. Направление и интенсивность капельных потоков зависят от места и способа подвода влажнопаровых струй в конденсатор. [c.47]

Существенное влияние на расходные характеристики насадков оказывает форма каналов и в первую очередь радиус скругления входных кромок и длина испарительного участка. На рис. 9-9 представлены результаты испытаний трех цилиндрических насадков с различными радиусами скругления входных кромок. Графики наглядно показывают, что наиболее сильное влияние скругления сказывается на режиме течения холодной (сильно недогретой) воды при достаточном большом радиусе скругления кавитационный режим вообще не появляется из-за отсутствия срывной зоны на вход- [c.248]

Указанное отличие в характере распространения срывных зон в различных ступенях непосредственно связано с формой левой ветви напорных линий. Постепенное расширение срывной зоны в ступенях с малой величиной Jобуславливает и сравнительно плавное протекание напорных линий левее точки Яктах (см. рис. 7.14). Быстрому охвату срывной зоной значительного пространства кольцевого сечения соответствует резкий переход из правой ветви в левую у ступеней с большим относительным диаметром втулки (рис. 7.18). [c.122]

Таким образом, в результате вращения рабочих колес и обмена импульсами между потоком в колесах и аппаратах на границах, разделяющих зоны потока с большой и малой осевой скоростью, эти зоны должны перемещаться в сторону вращения рабочих колес, но с меньшей угловой скоростью. На основе описанного механизма перемещения срывных зон нетрудно представить, что неподвижные лопатки статора оказывают тормозящее воздействие на скорость вращения срывных зон. В результате, как показывают экспериментальные исследования, tOop.3 < сорд (где ор. 3 — угловая скорость срывной зоны, а сОр. r — угловая скорость рабочего колеса). Причем отношение со = а)ср.з/сОр.к больше у ступеней с малым относительным диаметром втулки (со = 0,5. .. 0,6), чем у ступеней с большой втулкой (и = 0,25. ..0,35). [c.124]

Рис. 4.16. Схема течения воздуха в компрессорной решетке при иали-гаи срывной зоны

При изменении коэффициента расхода (т. е. при изменении углов атаки) в области Са<Сатш в обычно применяемых з авиадвигателях ступенях с осевым входом или с умеренной положительной закруткой воздуха перед колесом скорость вращения срывных зон остается практически неизменной (см. рис. 4.18). Но число их может изменяться при этом в ту или другую сторону. [c.135]

В ступенях с большими значениями относительного диаметра втулки (й 0,7. .. 0,75 и более), имеющих относительно короткие лопатки, срыв возникает почти одновременно по всей высоте лопатки и быстро (за 0,01—0,02 с) распространяется на значительную часть окружности лопаточного венца. Возникает обычно одна мощная срывная зона, занимающая от одной трети до половины окружности колеса (рис. 4.19) и вращающаяся со скоростью, меньшей половины скорости вращения ротора ((о=0,1. ..0,4, см. рис. 4.17). [c.135]

При увеличении расхода воздуха размеры срывной зоны уменьшаются, но вследствие описанной выше устойчивости срывной формы течения она сохраняется до значений Са, заметно превышающих значение Са в точке Б. Только после существенного увеличения Са — до режима Г срывные зоны распадаются, и ступень переходит в точку Д, соответствующую нормальной бессрывной форме течения. Таким образом, у ступеней с короткими лопатками наблюдается четко выраженный гистерезис характеристики. [c.136]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...