Газодинамика охлаждаемых турбин. Венедиктов В.Д. (1014153), страница 16
Текст из файла (страница 16)
С учетом влияния методов вторичной обработки результатов измерений на сверхзвуковых режимах разброс данных может увеличиться в 1,5...2 раза. При исследовании турбинных решеток намерения обычно проводят вдоль фронта за решеткой на расстоянии ло ее осн х' аг от выходных кромок (рис. 4,2), т. е, в сечении, где примерно располагаются входные кромки следующего лопаточиого алнаоата. При этом особенно тщательно измеряется поле полных давлений рг. Статическое давление рг эа до. звуковой решеткой практически постоянно вдоль фронта, поэтому обычно ограничиваются его измерением в нескольких точках в пределах 2...3 шагов вдоль фронта. Выходная направлшощая пластина 3 (см. рис.
4.1) устанавливается прлмерно под углом б„„м Вь . Основная трудность экспериментального исследования трансэвукох решеток связана с существенной неоднородностью статического влення эа решеткой нз-за возникновения системы внешних кромочных ачков. На рис, 4.3, а показано распределение статического давления оль фронта эа сопловой решеткой в сечении х м аг. Резкое повышее давления соответствует положению внешнего кромочного скачка лотнення. С увеличением сгз н гс, неравномерность потока эа решетй увеличивается.
Па рнс, 4.3, бпокаэана зависимость отношения мзлгргмм в пределах шага для сопловых решеток. Видно, что лри „< 0,9...0,95 неравномерность потока по статическому давлению енебрежимо мала. При Аг ) ! неравномерность резко возрастает; . и 2сид = 1,3 рг,„/рг „, = 2,) н 1,6 соответственно при Хг " 0,12 и 0,05. алогичное отношение полных давлений илн температур эа рис. 6.3.
Осинка неоднородности иотоке за треисюуковой решеткой: е расиределение рг/р г ио фротну ае совковой ревмткой; 6 мвткизнкть Ргввлl Рьвгв от а~ в нтлловмх рмлмках охлажг)асмой решеткой может составлять рг,„/рг и= )„2...1,3 и Тр, Яьвм = 1,3„.1,4. Поэтому при исследовании трансзвуковых ревюток необходимо тпщтельио измерять поля полного и статического давлений, а в случае охлаждаемых решеток — н поле полных температур. Измерения проводятся обычно с помощью комбинированного насадка, состоящего из трубки Пито (для измерения полного давления) и игольчатого насадка (для измерения статического давления), разнесенных по фронту с целью исключения их взаимного влияния друг на друга, Схема насадка показана на рис. 4.2.
Поскольку лри обтекании трубки Пито сверхзвуковым потоком перед ней образуется прямой скачок уплотнения, измеренное полное ггавление рз будет меньше полного давления набегающего потока рг на величину потерь в скачке. Измерение статического давления оттарированлым игольчатым насадком обычно не сопровождается какой-либо существенной погрешностью На результаты измерений н на структуру потока в поле течения существенное влияние может оказмвать положение насадка по Фронту за За Зак аз аз исследуемой решеткой. На рнс.
4,2 буквамн Ни В отмечены два крайних положения насадка лрн траверснрованнн потока за решеткой. Иэ схемы вндно, что на сверхзвуковых режимах работы перед державкой насадка в положении Нвозннкает ударная волна, пересекающая поле течения, вследствие чего давление вниз по потоку от ударной волны повышается. Это приводит к значительному нэмененню распределения давления по фронту в сеченнн нэмереннй, а также по обводам профиля по сравненню с нх действительными значениями в невозмушенном потоке. Аналогичная ударная волна перед державкой насадка в положении В не влияет на поле течення в сечении измерений. Отсюда следует, что измерение полей статнческого давлення за трансэвуковой решеткой на торцевых поверхностях проточной части нлн по обводам профиля следует проводить только после выведення насадка в положенне В, когда ударная волна от державкн не искажает действнтельной структуры сверхзвукового потока на выходе нз решетки.
По аналогичной причине прн лсследованнн сверхзвуковых потоков игольчатым насадком (см. рнс. 4.2) необходимо размещать приемные отверстия статического давления (нлн угломера) на расстоянии 1„> (7...8) с(д от державкн (где с)д - диаметр державкн). В этом случае ударная волна перед державкой не будет нскажать (завышать) результаты измерения статнческого давления в потоке, Прн измерении поля полного давления за трансзвуковон решеткой, в частностн, прн прохожденнн насадком внешнего кромочного скачка уплотнения нз.за взанмодействня скачков на носике насадка и в потоке эпюра нэмеряемых давлений рг, вообще говоря, может исказиться. Одна.
ко как показали специальные исследования В, Банннка и К. Небелннга, вэанмодейстнне насадка со скачком в потоке (н, следовательно, погрешность измерения полного давления) лрактнческн отсутствует, Исследовання показывают, что результаты измерений, в частности, значенне коэффнцнента потерь ь„р существенно завнслт от расстояния г за выходными кромкамн до сеченйя измерений. С увеличением г среднее по шагу давленне эа решеткой рт и волновые потери заметно возра. стают. Это объясняется увеличением общей протяженностн внешннх кромочных скачков в лоле течення (ср.
сечения а-а и б-б на рнс. 4.2). В качестве нллюстрацнн на рнс. 4.4, а показано отношение средннх статлче. скнх давленнй, измеренных эа солловой решеткой на расстоянии э=25 мм н 10мм в завнснмостн от Хгчг Видно, что прн значениях )тг,д > 1,2 это отношение рг = "3-= 1,1, что значительно превышай-(г= 25) рт(г" 1О) ет увеличение давления, связанное с выравннваннем параметров неоднородного потока. Об увеличении волновых потерь за трансзвуковой решеткой можно судить по рнс. 4.4, б, на котором показано отношение осредненного полного давления, измеренного на различном расстолннн х за решеткой, к аналогичной величине, нэмеренной в сечении з= 7 мм.
Видно, что лрн увеличении расстояния от выходных кромок полное давление заметно уменьшается, Из сказанного следует, что с увеличением осевого зазора в Й Гз Рс 42 арр рр ур лу тг лг ' в и ур га г,м» а р Гт Гс - Ш мм) Рис. 4.4, Зависимости Рт = от Лг,д бй и Рт, от т дзи рг (с )Э мм) рт'ф- т мм) Лт Ц24(6) от соддовой рсюспсой За* трансзвуковой ступенн ее КПД должен понижаться существенно ннтенснвней, чем это имеет место в дозвуковых ступенях. Прн этом, по-внднмому, уменыиаются периодические нагрузкн на рабочие лолаткн„возннкаюшне прн прохожденнн внешних кромочных скачков и следов за сопловымн лопатками, На картину течения эа трансзвуковой решеткой снльное влияние оказывает положенне выходной направляющей пластины 3 (см.
рлс. 4.1). В дозвуковых решетках, как указывалось, она устанавливается обычно под углом Вдо м Впо, Однако поскольку прн исследовании трансзвуковых решеток в широком диапазоне Хг„„= 0,8...1,4 угол потока эа решеткойможетнзменятьсяна 8))г- 3...5; оказывается, что на большинстве режимов пластина либо поджимает поток на выходе (прн ()„„< () г), либо перерасшнряет его эа прнлегаюшнмн межлопаточнымл каналами (прн ))„д > 1) т, когда течение вблнзн створки напомннает течение с перерасшн.
реннем в расширяющейся части сопла Лаваля). И в том и в другом случаях течение в прнлегаюшнх к створке межлопаточных каналах может существенно отличаться от течения в естественных нестесненных уело. виях, а периодическая структура потока по ширине решетки значительно искажается (возннкает „перекос" потока по шнрнне решеткн]. Попытки выполнить направлявшую пластнну перфорнрованной, в том числе н для устранення отраження падающих на нее кромочных скачков от лопаток к успеху не привели.
Прн нсследованнн раэных транс- звуковых решеток (Вне 15...35') в широком диапазоне )ср по-прежнему проявлялось сильное воздействие перфорированной пластины на течение в прнлегаюшнх каналах, хотя в целом картнна течения за трансэвуковой решеткой стала более благоприятной (перекос потока по фронту уменьшнлся). Для обеспечения близкой к натурной периодической структуры потока в сечении измерений может оказаться целесообразным устанавлнвать пластину под углом В„„м 2бь . В этом случае поток за решеткой можно рассматрнвать как плоскую свободную струю в затопленном пространстве.
Поскольку условия на боковых граннцах струн нз.за одинаковой формы прилегающих объемов затопленного лространства примерно одииаковы, течение в средних каналах решетки, по.видимому, будет близким к реальному нестесиенному течению в условиях ступени, (В некоторых случаях целесообразно вообще отказаться от применения выходной направляющей пластилы.) Вгоричиая обработка зксперимеитапьных данных. Вторичная обработка результатов измерений проводится в следующей последовательно. сти. По измереиным вдоль фроита решетки полям статического и полного давлений вычисляется поле приведенных скоростей (4,3) Рз .а где ли =,, рз „и р„- измерениые трубкой Пито полное и Рз 1м статвческое давления в 1-й точке по шагу, В случае Лл,ч„> 1 вводится поправка иа скачок ва носике насадка; действительное значение приведенной скорости Лл набегающего потока в данкой точке определяется по измерениым значениям р 2„и р2 с помощью известной зависимости (4,4) где Лл — действительное значение приведенной скорости в потоке, Для упрощения расчетов величину Лх можно представить в виде Ли=ли „(1+Ь) .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
