Число Маха решеток

Заметим, что допущение о неизменности величины 2 при изменении числа Маха набегающего потока, очевидное для густых решеток, практически выполняется, как показывают точные [c.67]

Рис. 3.4. Критические числа Маха для конфузорных решеток в зависимости от относительного шага и формы профиля. Схемы скачков конденсации в местных сверхзвуковых зонах и в косом срезе решеток при околозвуковых скоростях

Интенсивность изменения газодинамических характеристик решеток при переходе через состояние насыщения зависит от чисел Ml и Re, а также от p = p2/pi- С увеличением числа Маха обнаруживаемое кризисное изменение коэффициентов потерь и расхода оказывается все более резким. Этот факт свидетельствует о влиянии сжимаемости на процесс перехода через состояние насыщения. Заметное влияние числа Рейнольдса свидетельствует о том, что определяющими являются отмеченные выше особенности движения и возникновения жидкой фазы в пограничных слоях. С увеличением параметра р интенсивность изменения пр и р, заметно возрастает. [c.91]

Переход от характеристик решеток, полученных для сжи.мае-мых рабочих тел (воздуха, пара, газа), к характеристикам решеток для практически несжимаемых сред (воды, масла) связан с введением поправки на число Маха, равное отношению относительной скорости на профиле к скорости звука. [c.56]

В схему лаборатории включены также две паровые аэродинамических трубы для исследования активных и реактивных прямых турбинных решеток на перегретом и влажном паре (стенды IV и V). Принципиальная схема стенда V показана на рис. 14-6. Пар подается в ресивер 2 сюда же подводится через форсунки 3 вода для увлажнения. Из ресивера, установленного вертикально, пар поступает в сопло с перфорированной стенкой 12, откуда равномерной сверхзвуковой поток его направляется в испытываемую решетку 4. С помощью шибера 9 регулируется давление за решеткой (в выхлопной магистрали). Сменная вставка соила 10 позволяет менять угол входа на решетку и число Маха набегающего потока. Перед и за решеткой расположены зонды для измерения полного и статического давлений, температуры и локальной влажности. [c.392]

Как и для решеток, скорость в отверстиях сетки при малых коэффициентах ее живого сечения может быть близкой к скорости звука (Mai = 1,0). Влияние числа Маха Ма учитывается по формуле [c.402]

Рис. 11.13. Зависимости коэффициентов профильных потерь от числа Маха Mj для реактивных решеток с различным относительным шагом

В зависимости от числа Маха принята следующая классификация сопловых и рабочих решеток [c.50]

Наиболее распространенным способом разрешения указанных противоречий является применение аэродинамических труб замкнутого типа с переменной плотностью потока. Поскольку числа Маха и Рейнольдса пропорциональны скорости потока, в ранних продувках решеток возникали трудности с разделением влияния этих критериев на характеристики решеток. Для разрешения этого вопроса необходимо при продувках систематически изменять уровень давления (и соответственно плотности воздуха) в аэродинамической трубе. Такие трубы имеются [4.8—4.10]. [c.102]

ДИМЫ результаты продувок решеток в широком диапазоне изменения скоростей на входе от трансзвуковых до сверхзвуковых величин. Сверхзвуковой поток на входе при продувках решеток компрессоров и вентиляторов создается с помощью тщательно спрофилированных сверхзвуковых сопел Лаваля перед рабочей частью трубы. Это могут быть сопла постоянной геометрии, спроектированные на заданные сверхзвуковые числа Маха потока, или же сопла изменяемой формы, допускающие регулирование характеристик на выходе. [c.107]

Рис. 4.4. Изменение площади горловин компрессорных решеток в зависимости от числа Маха потока на входе.

Полезным средством исследования работы решеток на влажном паре являются соответствующим образом оборудованные аэродинамические трубы. Такая труба Центральной электротехнической лаборатории в Великобритании показана на рис. 4.12. Размер капель жидкости может изменяться от 0,2 до 2,0 мм, а на выходе из решетки достигаются сверхзвуковые числа Маха потока в широком диапазоне их изменения. В этой трубе можно обеспечивать моделирование течения по большинству опреде- [c.117]

Для того чтобы течение при обтекании компрессорной решетки было полностью сверхзвуковым, число Маха потока на входе в нее должно быть достаточно высоким (обычно не менее 1,5). В периферийных сечениях рабочих решеток вентиляторов некоторых современных двигателей сверхзвуковое течение наблюдается на всей спинке профиля и на большей части корытца. В таком случае для построения оптимального профиля решетки необходимо провести расчетный анализ течения с помощью метода характеристик. [c.183]

Рис. 8.4. Изменение донного давления в зависимости от числа Маха потока на выходе из турбинных решеток.

Преимущество тандемных решеток становится более ощутимым при переходе на более высокие числа Маха потока. Фирма Пратт—Уитни провела экспериментальные исследования [c.263]

Рис. 9.4. Конфигурации тандемных направляющих решеток и зависимость отношения полных давлений в них от числа Маха на входе.

Во всех случаях характеристики тандемных решеток оказались выше, чем у обычной решетки. Эта разница становится еще больше, если рассматривать только повышение статического давления и углы поворота потока. Из решеток работы [9.24] тип А был во всех отношениях лучше типа В. Когда числа Маха потока становятся сверхзвуковыми, потери, естественно, сильно возрастают. Тем не менее, результаты проведенных исследований показали возможность использования в отдельных случаях тандемных лопаток в сверхзвуковых компрессорах. [c.265]

Когда число Маха потока достигает критического значения, появляются скачки уплотнения, и расчет действительных параметров потока становится чрезвычайно трудным. Однако серьезные расхождения между теорией и экспериментом не всегда свидетельствуют о том, что теория несовершенна. В гл. 4 отмечалось, что испытания трансзвуковых решеток сопряжены с большими трудностями, которые непосредственно влияют на измерения распределений давления, углов поворота потока и потерь. Наиболее сложные проблемы возникают при измерении полей потока на входе в компрессорную решетку и на выходе из турбинной. [c.305]

Результаты испытаний высоконагруженной турбинной решетки сравнивались с расчетами по численному методу Макдональда [6.61]. Согласие между теорией и экспериментом получилось хорошее даже при местных значениях числа Маха потока свыше 1,4. Этот численный метод вошел в повседневную практику многих проектно-конструкторских организаций и дает стабильные результаты. Авторы работы [10.20] получили отличное согласие результатов расчетов методом конечных объемов при использовании принципа установления с данными испытаний решеток в институте им. Кармана. Решетка газовой турбины исследовалась в условиях предельной нагрузки. Особенно хорошее согласие теории с экспериментом получилось при максимальном местном числе Маха потока в межлопаточном канале около 2,3, но в отсутствие скачков уплотнения в самом канале. [c.306]

Vue. 10.6. Распределение числа Маха по профилю одной из турбинных решеток семейства двигателей RB [10.21]. [c.307]

На рис. 8.4 можно видеть, что применимость к лопаткам результатов исследований течений за уступами во всем диапазоне чисел Маха потока сомнительна. По своей природе такие течения не могут полностью моделировать вихревые следы. Экспериментальные данные для изолированных профилей и решеток согласуются между собой при 1 Моо 1,2, однако при более высоких числах М наблюдается значительное расхождение. Причиной этого могут быть особенности течения, присущие решеткам, однако возможно также, что на обтекании изолированного профиля сказываются ударные волны в аэродинамической трубе. [c.234]

В отличие от единичного профиля, для которого скорость набегающего потока может быть сколь угодно большой, обтекание решеток дозвуковым потоком ограничено некоторым максимальным числом Маха Mi p Mimai < 1,0, при котором возникает так называемое запирание решетки. [c.72]

Решетки турбин часто работают в нерасчетных условиях, т. е. при изменяющихся углах входа потока, числах Маха и Рейнольдса и т. д. Представленная на рис. 3.3, а схема расположения возможных зон конденсации в межлопаточных каналах сопловых решеток не сохраняется при изменении геометрических и режимных параметров. Так, при увеличении относительного шага лопаток давление и температура вблизи минимального сечения падают, а за выходной кромкой растут. Можно предположить, что в таких решетках основная масса мелких капель возникает вблизи спинки, а роль вихревых кромочных следов в процессе конденсации оказывается менее значительной. Существенные изменения угла входа потока также приводят к иному механизму конденсации. В зависимости от угла входа ао при обтекании входных кромок возникают диффузорные участки и отрывы пограничного слоя, генерирующие вихревое движение. Одновременно при изменении углов входа потока меняется интенсивность концевых вихревых шнуров. Если углы входа меньше расчетного (ао<аор), интенсивность концевых вихрей возрастает и, наоборот, при ао>оор—падает. В первом случае (рис. 3.3, б) конденсация происходит в трех вихревых шнурах в двух концевых и в вихре, расположенном на входной кромке IV. Во бтором — основное значение имеет переохлаждение в вихре на входной кромке (рис. 3.3, б). При нерасчетных углах входа возможно появление отрывных областей на спинке в косом срезе V. Опыты подтверждают, что в таких областях возникает наиболее интенсивная конденсация. [c.76]

Каналы влажнопаровых решеток для околозвуковых скоростей до минимального сечения имеют также протяженный входной участок с относительно малыми продольными градиентами давлений (малой кривизной спинки и вогнутой поверхности) профили выполняются с уменьшенным радиусом входных кромок и увеличенной толщиной плоскосрезанных выходных кромок. Дозвуковые обводы профилей очерчены лемнискатными или параболическими кривыми. Сверхзвуковая часть межлопаточных каналов профилируется короткой и несимметричной. Степень расширения выбирается малой (f= 1,05-=-1,1), обеспечивающей заданную скорость. lчисла Маха лежат в пределах l,O Mi< <1,3, то за первым угловым изломом следует вогнутый участок спинки, на котором располагается вторая угловая точка. Наддув пограничного слоя на спинке в косом срезе также можно использовать для подавления периодической нестационарности при спонтанной конденсации. С этой целью одна из щелей для ввода греющего пара располагается за минимальным сечением. Сочетание двух способов может дать максимальный эффект. [c.150]

Номенклатура типов профилей и решеток, применяемых в турбостроении, достаточно обшир .а. Диапазон возможных режимов течения в решетках по числам Маха, Рейнольдса и степени турбулентности достаточно широк. В то же время коэффициенты i i и ц 2 существенно зависят от геометрических и режимных параметров и прежде всего от формы профиля, толщины выходной кромки, относительной высоты решетки, углов выхода и входа потока, чисел М и Re, степени турбулентности и влажности, т. е. от параметров, определяющих потери в решетке. Экспериментально определить коэффициенты расхода для всех возможных вариантов режимов и решеток практически невозможно. [c.316]

Визуальные исследования решеток в поле оптического теневого прибора ИАБ-451 дают также возможность обнаружить возникновение скачков конденсации в косом срезе соплового канала. На рис. 2-19 представлены спектры течения слабо перегретого пара ( ДГ 2"С) в сопловых решетках С-9012А (г = 0,75 Акр = 0,035 01=12°) при четырех значениях числа Маха Ма = 0,7 1,2 [c.48]

Некоторые результаты исследования активных решеток при около- и сверхзву]со-вых скоростях в перегретом и влажном паре представлены на рис. 4-4. Здесь показаны эпюры распределения давлений, полученные при двух значениях числа Маха (0,7 и 1,2). Сопоставляя эти графики, можно видеть, что с ростом Ма расслоение кривых, относящихся к различной начальной влажности, уменьшается. Наиболее существенное различие в эпюрах распределения давлений при Ма=1,2 наблюдается в косом срезе. Необходимо отметить, что распределение давлений ио обводу профиля не позволяет сделать вывод о возникновении скачков конденсации в косом срезе, поэтому вопрос о существовании скачков конденсации в активных рабочих решетках остается открытым. [c.83]

На потери энергии, угол выхода и коэффициент расхода решеток существенное влияние оказывает угол установки профиля ау. На рис. 4-15 представлены результаты исследований решетки С-9012А на перегретом и влажном паре при различных числах Маха. Как видно из графиков, с ростом ау коэффициент потёрь энергии вначале уменьшается, а затем растет, т. е. имеется оптимальное значение оу = [c.93]

Принята следующая система обозначения решеток. Первая буква С или Р указывает назначение решетки (сопловая или рабочая), следующие за ней через дефис две первые цифры — расчетный угол входа в градусах, две вторые — угол выхода, а бук-ва после них — тип решетки по числу Маха. Например, обозначение С-9015Б расшифровывается так сопловая решетка с расчетным углом входа 90°, угол а1э=15°, околозвуковая на число 0,9<М<1,15. [c.51]

Важные для проектирования турбинных решеток исследования выполнены Стейницем. Он разработал приближенную и более точную методики, которые применимы при любых дозвуковых числах Маха. Приближенный метод расчета [5.86] применим к решеткам с малым относительным шагом и основывается на предположениях о линейном изменении скорости в межпрофильном канале между заданными величинами на поверхностях лопаток и о совпадении направления среднемассовой скорости со средней линией профиля. Этот метод хорошо описан в работах [3.10] и [5.86]. [c.158]

Нельзя сказать, какой пограничный слой — ламинарный или турбулентный — преобладает в проточной части турбомашин. Конечно, высокие числа Рейнольдса и болыйие величины уровня турбулентности в ядре потока способствуют развитию турбулентного пограничного слоя, а такие уровни турбулентности, как известно, часто встречаются в проточной части турбин [3.87] и компрессоров [2.27]. Известно также, что в большинстве заслуживающих внимания решеток существуют как ламинарный, так и переходный пограничные слои, причем степень турбулентности пограничного слоя увеличивается с ростом числа Маха потока [7.8]. Однако Клейн [7.9] считает, что турбулентные пограничные слои на поверхности лопаток вряд ли достигают полностью развитого состояния, для которого выполняются расчеты. [c.201]

Поставим задачу выяснения условий точного кинематического подобия течения в проточной части натурной и модельной ступеней при работе на различных рабочих телах. Будем считать, что геометрическое подобие соблюдено полностью и что можно пренебречь влиянием показателя изоэнтропы k на значения коэффициентов скорости ср и i 3. В соответствии с вышеизложенным полагаем, что критерии подобия Рг и ц/Н можно исключить из рассмотрения как маловлияющие, а течение в первом приближении — автомодельным по отношению к числу Re. Кроме того, примем, что углы выхода потока из сопловой и рабочей решеток сохраняются неизменными у натуры и модели. Возникающие при этом отклонения в значениях чисел Маха для натуры и модели и оценку его влияния на перенос данных ввиду сложности теоретического анализа необходимо рассматривать применительно к конкретным случаям моделирования радиально-осевых центростремительных ступеней. [c.109]

Изменение расхода пара через турбину приводит к изменению давлений и теплоперепадов по ее ступеням. Характер и значения изменений этих параметров определяют по соотношениям, приведенным в предыдущем параграфе. Все изменения режима работы ступени. можно свести к из.менениям следующих режи.мных параметров отношения скоростей ы/сф = л.с /]/2Яо отношения давлений ступени ест= 2// 2 (чисел Маха для сопловой Мц — = Си/а1 и рабочей М2< = 2 /а2 решеток) фиктивного числа Рейнольдса Reф= l ф/vl (для сопловой решетки Ке1 = Ь1С1//У1, а для рабочей Re2= 2 2i/v2) Кроме того, могут изменяться степень влажности, пара, условия его входа в ступень и выхода из нее. [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...