Газодинамика охлаждаемых турбин. Венедиктов В.Д. (1014153), страница 25
Текст из файла (страница 25)
6,10. Решетки 6...8, соответствующие периферийному, среднему и корневому сечениям СА 1, имели пониженные углы отгиба 6 ц 6...1; малую кои. фузорность выходного участка межлопаточного канала н прямоли. нейную спинку в косом срезе. Решетка 8 корневого сечения в зоне выходного сечения имела некоторое лережатие: угол сужения межлопаточного канала на выходе Ет = -1,8'.
Кроме того, конструктивный угол ре- 11$ Рис. 6.11. Распредеиение Л и по 3 и решетках 7 и 1а на режимах Лт,„= З 73 и1,17 щеток на выходе Йт„заметно превышал эффективный угол Йьа, так что угол отставания выходной кРомки л„= Йш — Йвф -- 2...2,7 . Решетки 9...11 СА 1) имели примерно такие же значения параметров 01,1, 1, с)1,Т, как и решетки 6...8. Однако спинка в косом срезе была выполнена выпуклой — с плавным распределением кривизны, так что углы отгиба имели повышенное значение 6 = 12...9 . Межлопаточные каналы на выходе в этих решетках имели повышенную конфузорность (рис. 6.10„б); угол сужения канала на выходе Бт 8...6 .
Конструктивный угол выхода Йт„был меньше эффективного угла выхода Йьа, так что угол отставания выходной кромки принимал отрицательные значения и„р = -1,7...-0,4'. На рис. 6.11 приведены расчетные распределения скорости Лах по обводам профилей в решетках 7 и 10 среднего сечения СА 1 и П на режимах Л 0 93 и 1 17. Распределение линий Л сопз1 в межлопаточном канатаи аи 17 ле решетки 7 на режиме Лт,„= 0,93 и решетки 1О на режиме Лтех 1, показано на рис.
6.12. Расчеты проводились по методике12). Аналогичный характер имеет картина течения в решетках 6 и 9 периферийного сечения и решетках 8 и 11 корневого сечения этих СА 1данные по этим решеткам здесь не приводятся). Из рисунка видно, что в решетке 7 на передней части спинки профиля скорость быстро увеличивается, и уже при Л„„= 0,93 происходит запираиие решетки: звуковая линия пересекает межлолаточный канал вблизи выходного сечения. Ниже по течению перерасширенный до сверхзвуковых скоростей поток тормозится в интенсивном внутреннем кромочном 11 8Р гг ы 1,7 Аге„ д и,рр У,У1 ау (р р ! 11 Лгал Рис.
б.12. Расл . б.1 . Раслределение А лв менлолшочном канале решеток 7 (Атея = 0,03), Ш (Ь 1,17) и)2 (Хт „=0,$) тед * ~зал скачке уплотнения, падавшем на спинку профиля от соседней лопатки. При этом внешний кромочный скачок уплотнения практически отсутствует. Об интенсивности кроыочных скачков можно судить, в частности, по характеру протекания кривых на рис. 6.11 при 8< 0 и У> 1. При увеличении скорости до Лт 1,17 распределение Лел по обводам профиля практически не изменилось (поскольку решетка заперта); интенсивлась. Е е б ность внутреннего кромочного скачка уплотнения сушествен но снизи ще олее выпукло рассмотренные особенности течения проявлявтгл в решетке 8, имеющей вблизи выходного сечения сходящийся — расходящийся канал с углом иа выходе Ет -1,8 .
Яругая картина течения наблюдается в решетках 9 „И. В частности на ис. 6.11 ви р . . дно, что вследствие меньшей кривизны передней части г спинки скорость в решетке 10 вдоль спинки возрастает менее интенсивно. Кроме того, даже на сверхзвуковом режиме работы Ль = 1,17 скорость остается в выходном сечении ет дозвуковой. При течении вдоль спинки в косом срезе поток продолжает ускоряться вплоть до вмходной кромки и тормозится затем в интенсивном внешнем кромочном скачке уплотнения (см.
рис. 6.12). Со стороны корытпа при этом скорость иа с еэе выходной кромки остается дозвуковой, и внутренний кромочный скачок пенностью отсутствует. Иэ рис. 6.12 видно, что в решетке 10 лаже на сверхзвуковом жиме аботы (Л ! !7) р ( т, ) скорость в горловом сечении ие превышает о ре- 120 Рж. бяэ. Характерислаки решеток СА бв а — схема течения е решетке с докришческкм горлом; 1 — внешний кромочный нинок; 2 — тра.
ничная лиана тока; кр — критическое сечеииет ° — решетка Р; Л - решетка 10; л - решетка 11; б-зависимость Хш, (в сечении ет) от Х т „, о. и. — одломериаи модеяьт е — зависимость ГГГОЕ От Лтць( + - РаСЧЕтНЫй РЕ|КИМ( — ΠΠ—— ькслериментальная расходная характеристика СА!1 Л„„0,88. При этом звуковая линия располагается в косом срезе, ниже ло течению от геометрического горла. Аналогичный характер течения наблхтдается и в решетках 9 н 1! этого СА. Рассмотренная картина течения в решетках 9...11 объясняется, в первую очередь, повышенными углами оттиба 6, повышенной конфузорностью выходного участка межлопаточного канала (Бт 8...6') и, главное, отрицательными значениями угла отставания выходной кромки и„р, Вследствие этого линия тока, сходящая с выходной кромки, направлена под углом к обводам спинки соседней лопатки, так что пояеречное сечение потока продолжает уменьшаться и эа выходным сечением в зоне косого среза решетки.
Подобное явление хорошо научено при истечении газа иэ сходящегося насадка (б). Конечно, в решетках из-за влияния спинки соседней лопатки оно имеет более сложный характер. Иэ-за повышенных углов отгиба в решетках 9...!1 (спинка профиля как бы отступает от потока) в области косого среза возникает критическое сечение, за которым сечение струи начинает увеличиваться, а скорость сверхзвукового потока возрастать. Схема течения показана на рис. 6.13, а. Аналогичный характер течения наблюдался также в сопловой решетке, рассмотренной ниже в раэд.
6.4. В этой решетке вследствие боль- 121 шого угла отгиба и повышенной конфузорности выходного участка межлопаточного канала скорость в горловом сечении также оставалась дозвуковой на повышениых сверхзвуковых режимах работы; при этом в решетке возникал лишь внешний кромочный скачок уплотнения, внутренний скачок полностъю отсутствовал. Уровень волповых потерь в таких решетках уже лри А~ = 1,1..Л,!5 может достигать ь = 0,02...0,03. Будем иазывать подобные решетки (имеющие коэффициент сужения струи эа выходиым сечением е а„р/аэ < 1) решетками с докритическим горлом. Поскольку в сечении аэ скорость остается дозвуковой и при Х~,„> 1, расход газа через такие решетки может оказаться на 3.,4э меньше расхода бы рассчитанного в предположении об одномерности течения и о том, что критическое сечение совпадает с горловым, При увеличении приведенной скорости Хь„уровень скорости А „в выходном сечении в решетках 9„Л1 увеличйвается, а смещение критического сечения от выходного Ах„р/ а! уменьшается.
Это хорошо видно на рис. 6ЛЗ, а, где приведена зависимость Ах„р/ат от Лил для этих решеток. Как показано в (6), смещение критического сечения от горлового будет милимальным при установлеиии второго критического отношении давлений рт/р,т, когда параметрм в горловом сечении перестают изменяться (решетка запирается по расходу). Соответствующее этому отиошению значение Хь„в зависимости от конструктивных особенностей решетки может составлять !,2..Л,4. На рис. 6.13, бданы расчетные зависимости приведеиной скорости А„„„в геометрическом горле решеток 9...11 от А~ . Видно, что при Х,щ = 1,0...1,2 приведенная скорость в горле зиачительно меньше единицы.
На графике ианесеиа аналогичная зависимость для одномерной модели, Вычислеиный для каждой решетки по зиачениям А,„, :расход, отнесеиный к расходу Сю подсчитанному в предположении об одномерности течеиия и о совпадении критического сечения с горловым, в зависимости от Хъ„также представлен на рис, 6ЛЗ, в. На рисунке приведена экспериментальная расходная характеристика СА П.
Видно, что расчет. ные и экспериментальные значения расходов в решетках СА П сущест. венио меньше определенных по упрощенной одномерной модели течения, При этом среднее значение расхода, подсчитанное по действительным параметрам потока в горле каждой решетки, удовлетворительно согласуется с измеренным. Интересно сравнить СА 1 и П по газодииамической эффективности.
Расчетные оценки Ь„р по уравиеиию регрессии (2Л6) показывают, что решетки СА П заметно эффективнее на дозвуковых режимах работы и уступают в эффектииности решеткам СА 1 на повышенных сверхзвуковых режимах работы. Это объясняется, главным образом, повышенными углами отгиба 6 и сужеиия межлопаточного канала иа выходе Б, в решетках СА П.
Указанный эффект — сужение струи в косом срезе на выходе из межлопаточного канала - проявляется в таких решетках и на дозвуковых режимах работы. При этом действительный расход будет также меиьше расхода, подсчитанного в предположении о том, что в горловом сечении !эт устанавливается скорость, близкая к адиабатической скорости потока за решеткой. Различие между действительным и рассчитаиным по упрощенной модели течения расходами может наблюдаться и вследствие существенной неодномерности течения в выходном сечении. В частности, на рис. 6.12 показано расчетное распределение ливий Х,„= солт! в межлопаточном канале рабочей решетки 12 (табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
