Пограничный слой и потери на трение в решетках

ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ И ПОТЕРИ НА ТРЕНИЕ В РЕШЕТКАХ [c.476]

На коэффициент профильных потерь суш,ественное влияние оказывает густота решетки. С уменьшением густоты решетки уменьшаются поверхность трения газа о лопатки и потери на трение в решетке. Однако при этом давление на вогнутой поверхности профиля (корытце) увеличивается, а на выпуклой (спинке) падает. Это вызывает увеличение скорости у спинки профиля и местной диффузорности течения на выходном участке спинки профиля, что может привести к отрыву пограничного слоя, а следовательно, и росту потерь. [c.161]

Если известны параметры потока перед решеткой и за ней, распределение скоростей (давлений) по обводам профиля, то можно приближенно рассчитать пограничный слой и определить потери на трение в решетке (см. гл. 6). [c.298]

Профильные потери в турбинной решетке складываются из потерь на трение в пограничном слое, образующемся на поверхности лопаток, и вихреобразование в зоне за их выходными кромками (рис. 3.8, а). При больших скоростях к двум указанным составляющим добавляются волновые потери. [c.106]

Таким образом, структура двухфазного течения во вращающихся решетках характеризуется важными особенностями, влияющими на аэродинамические и сепарационные характеристики решеток. Потери на трение в ядре потока и пограничных слоях возрастают увеличиваются концевые потери в периферийных сечениях растут полные потери и углы выхода потока по сравнению с потерями и углами при неподвижных решетках. [c.170]

Анализ структуры потока в сопловых (реактивных) и активных решетках и криволинейных каналах (см. 11-1 и 11-2) показывает, что потери энергии при течении влажного пара возрастают. Увеличение потерь при дозвуковых скоростях обусловлено а) перераспределением давлений по обводу профиля с соответствующим изменением структуры пограничного слоя на спинке б) неизбежным дроблением капель при взаимодействии их с входными кромками лопаток в) расслоением линий тока паровой и жидкой фаз в криволинейных каналах и скольжением жидкой фазы г) образованием пленки на обводе профиля и соответствующим увеличением потерь на трение (в пленке и парокапельном пограничном слое, где капли движутся со скольжением) д) дроблением пленки и крупных капель за выходными кромками и интенсификацией вихревого движения е) переохлаждением пара в каналах ж) изменением степени турбулентности в каналах з) интенсификацией вторичного движения в решетке и участием пленки и капель в нем. [c.305]

Первый режим характерен те.м, что скорость в потоке везде дозвуковая. На этом режиме при угле атаки, соответствующем безотрывному обтеканию профиля, потери в плоской решетке определяются трением в пограничном слое. В случае обтекания с отрывом пограничного слоя потери в решетке на этом режиме складываются из потерь на трение и потерь на вихреобразование в зоне отрыва. [c.17]

Влияние чис.па Ке на выходе из решетки при дозвуковых скоростях. От числа Яе зависят режим течения в пограничном слое и потери трения в пограничном слое на профиле лопатки. При небольших значениях числа Ке режим течения в пограничном слое ламинарный с увеличением числа Ке режим течения в пограничном слое становится турбулентным. Для гладких поверхностей лопаток с увеличением числа Ке потери энергии уменьшаются по закону = АКе ", причем интенсивность снижения потерь при ламинарном режиме существенно выше (т = 0,5), чем при турбулентном т 0,14. .. 0,20). Для лопаток с шероховатыми поверхностями при [c.74]

Важным геометрическим параметром решетки является ее относительная высота. Как показывает эксперимент, концевые потери в сопловых решетках увеличиваются с ростом влажности (рис. 11-14) это связано с тем, что в периферийных течениях пограничного слоя от вогнутой поверхности к спинке участвует жидкая фаза в форме пленок, а также в капельной структуре. При этом увеличиваются потери на трение у торцовых поверхностей и на образование и поддержание вихревого движения на спинке у концов лопаток. [c.307]

Потери в решетках могут быть нескольких видов. Значительную долю составляют профильные потери, которые определяются в первую очередь трением пара в его пограничном слое и вихрями за выходной кромкой лопатки. Большие потери возникают также в концевых областях лопаток (концевые потери) вследствие трения пара на стенках, ограничивающих канал по высоте, и вихреобразования у концов лопаток. Кроме профильных и концевых возникают другие потери, например от взаимодействия решеток, влажности пара и т. д. Для оценочных расчетов турбинных ступеней в большинстве случаев принимают коэффициенты скорости ф=0,95 0,97 и i =0,90-i-0,94, а также коэффициенты расхода [л=0,93-ь0,98 при работе на перегретом паре и я = 0,94-г-1,04 — на влажном. [c.51]

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]

Таким образом, ламинарный пограничный слой допускает, без увеличения потерь от трения, значительно более высокую шероховатость, чем турбулентный пограничный слой. Обеспечение при изготовлении лопаток чистоты поверхности, удовлетворяюш,ей зависимости (127) и при турбулентном, и при ламинарном характере течения среды в пограничном слое, дает некоторый запас и гарантирует отсутствие влияния шероховатости на потери энергии в решетке. [c.120]

На спинке лопатки образуется участок утолщенного пограничного слоя, которому соответствуют зона повышенных потерь в потоке за решеткой и увеличение угла выхода 2- Ближе к торцовой стенке на спинке лопатки есть участок с более тонким пограничным слоем. Частицы этого слоя имеют большую скорость, так как приходят с торцовой поверхности, из области повышенного давления, и не успевают затормозиться трением на спинке лопатки, где ввиду большей [c.433]

Потери, вызываемые трением на стенках, ограничивающих решетку по высоте и от периферийных течений в пограничных слоях [c.163]

В рабочем колесе отдельно учитываются потери давления, связанные с зазором между лопатками и корпусом. Вторичные потери разделяют также на концевые, связанные с трением на поверхностях втулки и корпуса, и вихревые, связанные с вихреобразованием в пограничном слое этих поверхностей. Все потери условно связывают с параметрами решетки и потока на среднем радиусе. [c.844]

Потери трения связаны с течением в пограничных слоях на вогнутой поверхности и спинке лопатки вдали от ее концов, т.е. эти потери определяются трением на профиле лопатки, а также потерями энергии в случае отрыва потока от этих поверхностей. Чем больше толщина пограничного слоя, тем больше потери трения. Формирование пограничного слоя связано с распределением давлений и скоростей по обводам профиля лопатки. На рис. 2.29 представлены характерные кривые распределения давлений по обводам профиля сопловой и рабочей (активной) решеток при различных углах входа потока. Как для сопловой, так и для рабочей решетки на вогнутой стороне профиля среднее давление существенно выше среднего давления на спинке профиля, Если проинтегрировать силы давления на поверхности лопатки в проекции на окружное направление, то для рабочей лопатки получим окружное усилие действующее на рабочую лопатку. По кривым распределения давлений можно выделить конфузорные и диффузорные зоны течения на поверхностях профиля. Если давление уменьшается по потоку (скорость растет), то говорят о конфузор- [c.69]

Как отмечено в работе Дейча и Трояновского [3.87], практика разработки и эксплуатации паровых турбин в СССР свидетельствует о том, что путем наклона лопаток, который оказывает существенное влияние на перераспределение скоростей потока в радиальном направлении, можно заметно снизить потери в корневом сечении сопловой решетки. На рис. 9.17 показано, что при наклоне лопаток по потоку на 13 потери в области корневого сечения существенно уменьшаются. Это объясняется увеличением радиальной составляющей скорости потока в направлении корневого сечения. Если угол наклона становится слишком большим, то потери имеют тенденцию снова увеличиваться вследствие возрастания трения в пограничном слое. [c.289]

Из предыдущего следует, что при уо>0 в решетке отсутствует квазипотенциальное ядро, так как потери, обусловленные скольжением капель, велики и соизмеримы с потерями в пограничных слоях на обводах канала. Суммарные потери на трение можно представить двумя составляющими в двухфазном слое и в ядре течения ( тр= тр i + трг). Для вычисления первой составляющей используется известная формула [38] [c.106]

Расчетно-теоретические и экспериментальные исследования оказывают, что причинами дополнительных потерь кинетической энергии в реальных проточных частях на влажном паре являются 1) неравновесность процесса расширения в решетках ступени 2) появление скачков конденсации при сверхзвуковых скоростях 3) скольжение, коагуляция и дробление капель в сопловой решетке, зазоре и рабочей решетке 4) увеличение трения в пространственных пограничных слоях на поверхности лопаток, особенно значительное при наличии пленок 5) торможение капельным потоком рабочей решетки 6) специфическая конденсационная нестационарность и генерируемая в процессе конденсации турбулентность 7) увеличение утечек через надбандажные, диафраг-менные и концевые уплотнения 8) нарушение расчетного (оптимального) обтекания профилей решеток отклонение параметров в зазорах от расчетных значений 9) увеличение выходных потерь 10) эрозионные повреждения сопловых и рабочих лопаток. [c.153]

Влияние относительной высоты сопловой решетки и веерности на относительное снижение КПД в зависимости от влажности установленное экспериментально, отражает воздействие нескольких факторов. С уменьшением li возрастают концевые потери и доля жидкой фазы, участвующая в периферийных течениях. Происходит относительно более интенсивное накопление пленок в зонах взаимодействия вихревых шнуров с пограничным слоем, движущимся вдоль спинки профиля. Интенсифицируются процессы внут-риканального взаимодействия паровой и жидкой фаз, коагуляция и дробление капель, а также возрастает напряжение трения на обводах каналов. При небольших высотах капельная влага равномернее распределяется по радиусу в зазоре и, следовательно, торможение рабочей решетки капельным потоком возрастает. Увеличиваются утечки через надбандажные уплотнения. [c.159]

В действительном потоке кинетическая энергия вторичного течения составляет весьма малую долю вторичных потерь, обусловленных в основном трением на стенках и отрывом пограничного слоя на спинке лопатки. Успех теории индуктивного сопротивления крыла конечного размаха в отличие от решетки объясняется тем, что у крыла отсутствуют ограничивающие стенки. Кроме того, в последнем случае есть бол1)Ше оснований для проведения линеаризации, так как основной поток не испытывает поворота, и дополнительные скорости вторичного потока относительно меньше, чем в межлопаточных каналах решетки. [c.440]

При течении вязкой жидкости на поверхности профиля образуется пограничный слой, в котором концентрируются потерн кинетической энергии, обусловленные трением. На диффузорных участках канала может происходить отрыв пограничного слоя. Дпффузорные участки в зависимости от формы профиля могут возникнуть внутри канала появление таких областей неизбежно на входных и выходных кромках профиля. На выходной кромке всегда происходит отрыв потока, поэтому в образующейся закромочной зоне движение вихревое. В результате давление за выходными кромками оказывается пониженным. На некотором расстоянии за кромками происходит выравнивание потока, сопровождающееся изменением статического давления, угла выхода потока и скорости. При выравнивании потока за решеткой возникают потери кинетической энергии, составляющие вторую часть профильных потерь в решетках (кромочные потери). Профильные потери характеризуют плоскую решетку. В прямой решетке конечной высоты и в кольцевой решетке образуются дополнительные потери, связанные со вторичными течениями у концов лопаток (концевые потери) и с веерностью решетки. [c.295]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...