Срыв потока входных кромок лопаток

Отрыв ламинарного пограничного слоя, происходящий в точке максимального разрежения потока на профиле или вблизи нее при / б>500 с образованием короткой зоны отрыва, за которой сразу же расположено место перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный. При увеличении угла атаки короткая зона отрыва сокращается, а затем резко возрастает, порождая хорошо известное явление срыва с образованием зоны отрыва вблизи входной кромки лопатки, после которой поток уже не присоединяется больше к поверхности лопатки. Оказалось, что это явление, описанное в работе [7.55], служит причиной разрыва в характеристиках компрессора и приводит к явлению гистерезиса при обтекании изолированных профилей (хорошая иллюстрация срыва потока дана на рис. 6 работы [7.55] ). Наоборот, в работе [7.56] показано, что срыв на в.ход-ных кромках лопаток происходит скорее в результате отрыва турбулентного пограничного слоя, чем в результате резкого роста короткой зоны отрыва ламинарного потока. [c.216]

Внутриканальная сепарация влаги. Задача этих устройств — отвести в периферийной части НА покрывающую лопатки пленку влаги, из которой потоком срываются с поверхности и дробятся после ее схода с лопатки крупные капли, наиболее опасные для эрозии рабочих лопаток. Пленка отводится через узкие щели (1—2 мм) с хорошо закругленной входной кромкой. Щели располагаются на тех участках поверхности лопатки, где ожидается попадание в пленку наибольшего количества влаги. Для определения этих участков вычисляются траектории капель представительных размеров. Метод построения траекторий основывается на теоретических исследованиях и многочисленных модельных испытаниях (см. гл. ХП1). Щели целесообразно располагать со стороны выпуклой поверхности профиля вблизи входной кромки и на вогнутой его по- [c.47]

Вихрь зарождается у входной кромки направляющей лопатки и идет по границе зазора. Достигая значительной величины, он наталкивается на цапфу лопатки, срывается и идет с основным потоком в рабочее колесо. Непосредственно за осьЮ лопатки вдоль выходной кромки зазора образуется новый вихрь, который, двигаясь вдоль кромки зазора, увеличивается к концу лопатки и также уходит в рабочее колесо. [c.90]

Нагнетатель работает с большим расходом воздуха. В этом случае треугольник скоростей имеет вид, представленный на рис. 8, и, как видно из рисунка, происходит удар набегающего потока воздуха о выпуклую часть лопатки. На внутренней части лопатки образуется срыв потока, который локализуется у входной кромки и приводит лишь к некоторому увеличению потерь, не вызывая особых изменений в работе нагнетателя. [c.36]

В литературе описывается ряд эрозионных повреждений лопаток. Под воздействием твердых частиц углерода входные кромки и бандажные полки двигателя Т56 претерпевали эрозию после 800-12(Ю ч эксплуатации, устранение которой было достигнуто изменением конструкции камеры сгорания. Максимальная эрозия наблюдалась в областях срыва потока. На транспортном вертолете лопатки эродировали под воздействием песка уже [c.414]

Наиболее достоверное объяснение этого факта заключается в том, что в указанных работах испытывались решетки с значительно различающимися профилями. В работе [3.5] исследованию подвергался профиль с заданным распределением скоростей , имевший относительно острую клинообразную входную кромку и специально рассчитанный на минимум потерь на расчетном режиме течения. Вследствие этого при угле атаки на 10,4° меньше расчетного наблюдался явный отрыв потока с корытца лопатки вблизи входной кромки, что привело к значительному расхождению между расчетным п экспериментальным распределениями давления на корытце профиля. При угле атаки, на 4,6° превышающем расчетную величину, происходил срыв потока с выходной кромки, достаточно интенсивный для того, чтобы нарушить согласие теории с экспериментом. Наконец, при угле атаки на 9,6° выше расчетной величины дважды происходил отрыв потока со спинки профиля — сначала в виде замкнутых зон ламинарного отрыва неподалеку от входной кромки, а затем как отрыв турбулентного пограничного слоя со второй половины профиля (точнее, с участка, соответствующего 40% длины хорды профиля). Ясно, что хотя решетка с заданным оптимальным распределением скоростей может иметь минимальные потери на расчетном режиме течения, ее эффективность при изменении угла атаки резко снижается, поскольку при нерасчетных углах атаки происходят сильные отрывы потока, которые нарушают стройную картину теоретических расчетов. [c.297]

Значительной эрозии подвергаются элементы проточных частей турбин, и особенно периферийные зоны входных кромок рабочих лопаток последних ступеней, где велика влажность пара и окружные скорости лопаток. На рис. 5.3, а показаны профили сопловых и рабочих решеток в периферийной зоне и треугольники скоростей пара и крупных капель, откуда видно, что капли влаги попадают на рабочие лопатки с большой относительной скоростью Wia, близкой к окружной скорости рабочих лопаток а. Капли разных размеров имеют различные абсолютные скорости ib и соответственно отличающиеся значения скоростей W s и углов входа Ри. Это приводит к р азмытой зоне эрозионного износа поверхностей лопаток. В качестве примера на рис. 8.1 показаны эродированные входные кромки рабочих лопаток последней ступени конденсационной турбины. В условиях эксплуатации паровых турбин наблюдается эрозия также выходных кромок рабочих лопаток последних ступеней. Вид и характер износа, а также расположение изношенной поверхности по высоте лопаток у входной и выходной кромок различны. Эрозия входной кромки обычно наблюдается на длине 1 = 0,35- 0,45 от периферии лопатки. Эрозия выходной кромки простирается обычно на более значительную длину лопатки — до 0,71 от корня. Наиболее сильный износ выходных кромок лопаток последних ступеней наблюдается у турбин, работающих длительное время на частичных нагрузках, особенно на режимах холостого хода. На этих режимах имеет место отрыв потока в корневых сечениях лопаток, сопровождающийся обратными течениями из выхлопного патрубка. Обратные токи пара захватывают капли влаги, которые и вызывают эрозию выходных кромок лопаток. Крупные капли за ступенью образуются в результате срыва пленок с поверхности диска, дробления влаги о поверхности выступающих деталей выхлопных патрубков, подачи конденсата на охлаждение патрубка при частичных нагрузках и по другим причинам. Кроме того крупные капли попадают в зону обратных токов из периферийной части потока. [c.274]

Толщина пленки на выпуклой поверхности лопатки также зависит от формы профиля, вла-госодержания и скорости пара. Она гораздо тоньше, чем на вогнутой поверхности. Это объясняется тем, что значительная масса капель после удара о выпуклую поверхность вблизи входной кромки сносится в направлении вогнутой поверхности. Тонкая пленка а (рис. 13, а) на вогнутой поверхности лопатки обтекает выходную кромку под влиянием сил сцепления и разности давлений. Эта пленка отклоняется в сторону выпуклой поверхности лопатки и сливается с более тонкой пленкой, омывающей эту поверхность. Стекающая с кромок влага дробится потоком. Смещение точки срыва пленки на выпуклую поверхность вызывает возрастание угла схода влаги с лопатки aj по сравнению с выходным углом однородной части потока. В месте стекания пленки с лопатки формируются язычки с. [c.72]

Относительная скорость на входе в рабочее колесо определяется из треугольника скоростей, как разность векторов и (см. рис. 9.3). Величина и направление относительной скорости при заданных значениях скорости истечения газа из соплового аппарата i и угла выхода i зависят от окружной скорости и. Чем меньше и, тем больше Wi и меньше Pi, и наоборот. От величины угла Pi, в свою очередь, зависит форма рабочих лопаток, так как для предотвраш,ения срыва потока в колесе входные кромки рабочих лопаток должны быть ориентированы по направлению относительной скорости Wx- Лопатки рабочего колеса обычно также образуют сужаюш,иеся каналы. Поэтому газ продолжает в них расширяться от давления до давления р . При этом относительная скорость движения газа увеличивается от на входе до на выходе, а температура газа падает от до Т . Таким образом, течение газа через сопловой аппарат и лопатки рабочего колеса может рассматриваться как течение через систему неподвижных и враш,аюш,ихся сопел с увеличением абсолютной скорости в сопловом аппарате и относительной — в рабочем колесе, а также уменьшением давления и температуры в обоих элементах. [c.143]

Первичная влага (уа>0) с ростом числа Масо будет более интенсивно дробиться как в потоке пара, так и при встрече с сопловыми и рабочими лопатками. Процесс дробления сопровождается уносом части влаги потоком пара. Появление первичной влаги приводит к увеличению коэффициента ф для всех значений Ма, однако с увеличением Мзсо коэффициент сепарации влаги падает. При околозвуковых и сверхзвуковых скоростях необходимо учитывать влияние адиабатических скачков уплотнения, воз1П1кающих на входных и выходных кромках, а также в межлопаточ-ных каналах. Скачки приводят к срыву пограничного слоя и пленки с поверхности лонаток, что способствует уменьшению количества сепарируемой влаги. Следует также иметь в виду, что в скачках происходит дробление капель н частичное испарение влаги. [c.172]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...