Газодинамика охлаждаемых турбин. Венедиктов В.Д. (1014153), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Влияние перемычек в шали на изменение коэффициента скорости р прн выпуске воздуха можно проиллюстрировать на примере сопловой ретаетки 2. На рнс. 7.8, в показано изменение веяичины тр но высоте лопатки. Перемычки в щели по вар, П были выпол. невы литьем н имели овальную форму. Видно, что в зоне вытекающих струй коэффициент скорости р возрастает, особенно лри повышенном расходе воздуха, За перемычкой коэффициент р изменяется незначительно. 145 Ръ ый $ ю 4 л Оье Я 1 При доработке щели по вар.
1И выходная часть перемычек была под- резана н приняла прямоугольную форму; прн этом ширина щели на вы- ходе была несколько увеличена. Из рис, 7.8, и видно, что при тех же зна- чениях б, за перемычкой происходит заметное уменьшение коэффи- циента скорости Ф. Зто объясняегся, по-видимому, отрывом струй воз- духа иа острых гранях перемычки, вследствие чего давление за ней уменьшается, а кромочнме потери — возрастают, Аналоглчные результаты были получены н на других решетках. Та- ким образом, эа перемычкой с острыми гранями происходит заметное снижение коэффициента скорости р. Плл уменьшения вредного влияния переыычек их число должно быть минимальным, а выходная часгь долж- на иметь закругленную (обтекаемую) форму.
Пелесообразно также при- менять утопленные перемычки, при этом суммарная площадь шелн должна уменьшаться к выходному сечению. Как видно из рис. 7.8, в, в решетке 2 по вар. Ш из-за увеличения ши- рины щели на выходе возрастание Ф в зоне струек воздуха при повышен- ных значениях б происходит менее интенсивно, чем при меныпей ши- рине щели по вар.
(1. Прн дальнейшей доработке щели по вар, 1У ширина щели на выходе была увеличена еще более, а перемычки — удалены (сплошная щель). В этом случае возрастание е при повышенных значе- ниях С, замедлилось еще более. Подобное влияние ширины щели на про- текание зависимости 0 от о„как указывалось, объясняется снижением скорости вмпуска (см. рнс. 7.8, д), что лри тех же величинах П, приводит к увеличслню потерь смешения н уменьшению энергии, вносимой охлаж- дающим воздухом (см, также рис.
7.4). На рис, 7.8, г показана зависимость осредненного по высоте лопатки коэффициента скорости в,р от 6, для всех вариантов выполнения щели в решетке 2, подсчитанная по изложенной методике. Зкспернменталъиые результаты, отмеченные точками, хорошо подтверждают результаты расчетов, Влияние кромочного разрежения и режима работаь Как указывалось, в зависимости от кромочного разрежения н режима работы величина кро- мочных потерь в различных решетках может составлять ь„рэ=(0,05...0,5)4, Естественно, зто сказывается на характере изменения коэффициента ско- рости О в зависимости от с7 . Рассмотрим влияние исходного уровня кро- мочного разрежения (прн б, = О) на укаэанную зависимость в (с ) на при- мере решеток 5.1 и 5.2 (варианты решетки 5 табл.
7 1; см, рнс. 5 !01. В этих решетках щели в выходных кромках были выполнены шири- ной Ь " 0,8 мм с лереыычкамн, достигающими торцевой поверхности вы- ходной кромки; протяженность щели н перемычки 1„, = 6 мы н 1„=2 мм. Решетки, как указывалось в разд. 5,2, различались только формой спин- ки в косом срезе (см. рис. 5.10). В решетке 5.1 нэ-за немонотонного рас- пределения кривизны спинки в косом срезе кромочное давление и коэф- фициент скорости ф в диапазоне скоростеи Хи„= 0,7...1,1 были значитель- но ниже, чем в решетке 5.2.
На рнс. 7.9, а приведены зависимости Ьр,„„от о в решетках 5,1 и 5.2 прн выпуске воздуха черех выходную кромку. Как указывалось, прн И5 У Ьээээ аш Феэеелэла уу сррьср Репуетла Х иду б,суу ббу 157 Рис. 7З. Зависимости 6 б „„оэ йа в соне пили (е) и 6 р„,ос Са (б) в репэеэке 5 (эабл. 7З) прн Лрм = 6,7...1,65э 5.1, 5.2 — варканэы реинэкн (см, рис. 5лб) этом в первую очередь увеличивается давление за выходными кромками в зоне щели, что приводит к увеличению 41.
Поэтому в решетке 5.1 нэ-за пониженного исходного уровня давления эа кромками коэффициент ско- рОСтИ ср При ВЫпуСКЕ ВОЗдуХа 6, = 0...0,03 И Л„и 0,7,.Л,ОЗ ИЗМЕНяЕЭСя весьма значительно даже при небольших расходах воздуха (м, ( 0,01). В решетке 5.2 из-за более высокого исходного уровня кромочного давления, напротив, происходит лишь незначительное увеличение эр.
На рис. 7.9„б приведена аналогичная зависимость лля бср,„„, осред. пенная ло высоте лопатки (по шагу щель - перемычка). Вилйо, что при с", > 0,О!зависимости бф, от ь е в решетках 5Л н 5,2 становятся примерно зквидистантными, Это свидетельствует о том, что после компенсации кромочных потерь механизм взаимодействия выпускаемого воздуха с основнмм потоком в этих решетках примерно одинаков. С увеличением Хцл, как было показано, кромочное давление понижается. Это означает„что выпуск воздуха на околозвуковых режимах должен приводить к более значительному увеличению коэффициента скорости эр, чем при невысоких дозвуковых режимах работы.
Это хорошо прослеживается на рис. 7.9, ш Видно, что при выпуске воздуха С, > 0,01 в решетке 5,1 с увеличением )ь~ от 0,7 до 1,03 приращение коэффициента скорости Оср,„, значительно возрастаег. В решетке 5.2 изменение р при выпуске воздуха незначительно (см. рис, 5,10). На рис.
7,3 показана зависимость величины бчэ „от с, в решетке 4 (с(э = 2,2 мм; Ь 0,4 мм, б 0,3 м,), При дозвуковом скорости ()ьэ,и*0,88) изменение 0 (с,) имеет абычнмй вид и хорошо согласуется с формуламн разд. 7,2. При Х~ 1,05 величина Ое,„, возрастает заметно ннтенснвней, чем на дозвуковых режимах, Это объясняется пониженным исходным уровнем кромочного давления, который при выпуске воздуха заметно повышается, На сверхзвуковых режимах ()ьэ 1,2) исходный уровень давления за кромками высок.
Поэтому прн выпуске воздуха уменьшение потерь, связанных с обтеканием выходной кромки, невелико, и величина ф нз-эа преобладающего влияния потерь смешения снижается. Рис. 7.!б, Зксперимеиэальиые характеристики рилеэкн 15 (эабл, 7.1); в — распрелеление Лэл по спинке профиля, Ыэ 2,5 мм, сь = 1,2 мм, Лэ, = 1,ай б — эависимосэь 6 Ф»хл = Š— Ео ос ма, — — — — расчес беэ учета нэмслення волновых попрь при выпуске воалуха Подобные результатм, полученные на решетке 6 (с(э 2,7 мм; Ь = 1 мм;1„= 6 мм; 1„„= 2 мм), также показаны на рис. 7.3.
Видно, что при )ь~ = 1,04 вследсгвие низкого кромочного давления (Лр„э= -0,18) приращение ср при выпуске воздуха оказалось более значительным, чем при )ь~ = 1,!5, когда кромочное давление было выше (эЗр„р — 0,05). На трансзвуковых режимах работы при выпуске воздуха через кромку происходит заполнение закромочной зоны и увеличение эффективной ширинм следа с(,„, что уменьшает перерасширенне потока за кромками и, следовательно, интенсивность волновых потерь (см.
рис. 5.6). В качестве примера на рис. 7.10, а показано экспериментальное распределение приведенной скорости )ь ло спинке профиля в решетке 13 (с(э - 0,31; с(э 2,5мм,'Ь 1„2мм)лири)ьь 1,04 и различных расходах воздуха ь'„ Видно, что лри наличии расхода воздуха интенсивность внутреннего кромочного скачка (падающего на спинку от соседней лопатки) значительно уменьшается.
Вследствие указанных причин на режиме Аэ = 1 (см. рис. 7ЛО, б) выпуск воздуха иэ выходных кромок приводит к более сильному возрастанию коэффициента скорости (э, чем на зажиме )ьэ,„= 1„26. На рисунке приведенм расчетные зависимости бар, (б,) без учета изменения волновых потерь в решетке (пунктирные лийии). Разность между экспериментальными и расчетнымн значениями бсре характеризует уменьшение волновых потерь при выпуске воздуха в кромку. Таким образом, значительное изменение (увеличение) коэффициента скорости чэ при выпуске воздуха в выходную кромку происходит в тех решетках и на тех режимах работы, при которых велики исходный уро.
вень (прн м = О) кромочного разрежения или волновых потерь. 2,4. Вьвгу(х ВОЭДухл ИА КОРЬПЦВ ВДВСПИНКУ ЛОПАТОК Оценка дюполнительных потерь при вмпуске воздуха на корытце. Рассмотрим особенности обтекания корытца с уступом в зоне выхода щелей нв поверхность, При диффузорном характере течения нв выходном участке межлопаточного канала (а'/еа < 1), как указывалось, потери при обтекании уступа могут оказаться значительными. При выпуске через щели воздуха этн потери уменьшаются.
Для оценки ях изменения можно применять зависимость, аналогичную (7,6), вида Ь! (2...2,51 — — а -5( с рв у ' ' л+в гу а уа' рг (7. 15) Рас. Ъ1!. Зааасааакга Ьрааа ог Оа а Рошас. ка 12, аар. пу (ангчгск аа карнака)г 2 - раааауааа краааа где Ь" а — потерм при обтекании уступа на режиме с7 = 0 оцениваются по формуле (7.3).
Остальные составляющие потерь определяются твк же, как и при выпуске воздуха через щели в вмходной кромке. П качестве иллюстрации нв рис. 7Л1 представлены зкспернментвльнме зависимости бгро„„от о„полученные в решетке !2 ввр. Пу аз%2 = 0,96; г22 1,8 мм; Л 1,2 мм при выпуске воздуха через щели под уступом. На рисунке хорошо виден немопотоннмй характер изменения В в зависимости от б~, аналогична тому, как это наблюдается при выпуске воздуха в кромку. Это можно объяснить уменьшением потерь при обтекании уступа: выдуваемый воздух заполняет пространство за устуцом, вследствие чего отрыв основного потока в этой зоне и потери иа внхреобрвзовамие уменьшаются.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
