Газодинамика охлаждаемых турбин. Венедиктов В.Д. (1014153), страница 42
Текст из файла (страница 42)
тельно сильнее, чем иа периферии. Это легко понять на следуюшем примере, Увеличение реактивности ступени буде'г примерно таким же, что и при аналогичном уменьшении расхода через сопловой аппарат. Однако уменьшение расхода на 1...2% на периферии, где протекание зависимости а 1Аеьл) имеет более крутой характер, требует меньшего изменения перепада в СА, чем у втулки, где иэ-за более высоких значений Хн, эта завнтрр 8 звк Ыаз Рр„ Обб Ч.1Ч." 690 а, ййг 622 у Рв Раг Рэе Фм йи2, 2Ю Ю 1 г Л 0 бе.% и рис. 9.10.
Завиеимосеь Ьчо и зр, ос ое при у и/сс д ' 0,5 и х, = 1,7,.22 (выкуси в кромку н на кармене с. л., по вари. 1 и И1) — раечесная еависимсесь; - — — — — по данным Х. П расее симость может быть очень пологой. Это и приводит к тому, что при равномерном по высоте лопаток выпуске воздуха приращение степени реактивности у втулки происходит в 2...3 раза быстрее, чем на периФерии. Экспериментальные значения величины ЬР, = У, — Уя(где Уя- степень реактивности на режиме С, * О) также нанесена на рнс. 9 10 (правый график). Сплошной линией показано расчетное изменение 6 Р, на среднем диаметре. Видно, что расчетные и экспериментальные значения ОУ, также удовлетворительно согласуются между собой. С увеличением степени реактивности расход газа через солловой аппарат на дозвуковых режимах его работы несколько уменьшается.
Однако зависимость приведенного расхода и„(9.23) от приведенной скорости за сопловым аппаратом на среднем диаметре ),нд при выпуске воздуха в кромку сопловых лопаток, естественно, остается неизменной, Выпуск воздуха через щели на корытце сопловых лопатсас. Рассмотрим результаты испытания ступени 1 лри выпуске воздуха через щели иа корытце лопаток вблизи выходной кромки по вар.
П (см. рис. 9.9). И!ели шириной Л = 0,65 мм и общей длиной йю= 0,75 И выходили на поверх. ность корытца лед углом 6„20 примерно на расстоянии 1- !! мм г, у„ от выходных кромок. Значение лараметра йр — —" 17. На рис, 9Л1, а сплошнымн линиями показано протекание зксперимеи. тальных значений мощиостиого КНД Оа и КПД по затоРможеиным паРаметрам О е исследованной турбины в зависимости от у= и I сь при б, О. Точками нанесены значения первичного КПД турбины Ои йри выпуске охлаждающего воздуха на корытце сопловых лопаток. Видно, что при увеличении С, первичный КПД И „увеличивается.
рнс, 93 ь характернсснки екснеримеюельной ступени 1 (выпуск иа караяна с. и„вар. и)с Š— ЬЬВНСИМЕСМ ЧИ " П х ОС У ПРИ И,-2,2; б - ЕаВИСИМОСЕЬ ПИЕЮИИПВЕО РЕЕХОПЕ и, ь си 2 1 прн рааличных ьначеннях о Приведенный расход газа 0„(9.23) лри увеличении б'„напротив, уменыиался, что объясняется загромождением горлового сечения сол. ловых каналов охлаждающим воздухом. Изменение величины а, при увеличении о можно видеть на рис. 9.11, б. На рисунке тонкими лйниямн нанесены расчетные значения а„при различных постоянных зваче. ияях коэффициента скорости ср, в горловом сечении.
Видно, что при от. сутствин выпуска воздуха на корытце коэффициент скорости в горле О„м 0,99 и несколько снижаетсл ло мере увеличения )ь,~ На рис. 9.!2 показана зависимость приращения пераючюаго КПД 60„ от ма, полученная по результатам испытаний прн л, 1,7; 2,2 и 2,6 (верхний график). Кривая на рисунке получена расчетом по метрдике гл. 7. При р ',е ч р ',а относительный расход воздуха о, м О,И2. На рисунке внизу сплошной линией нанесено измееищва эффективного КПД бл,н, от б', ступени, работающей как бы в системе двигателя, когда р,'е - р,а р„', а уменьшение расхода воздуха от 6, ° 0,622 до нуля производится путем его дросселирования на входе в систему охпажде. ния.
Видно, что на расчетном режиме (при б м 0,022) эффактивиый КПД турбины понижается примерно на О,буь. Конечно, этот результат относится только к модельной ступени. В действитещ,ности, из-за большего сопротивления охлаждающих каналов в натурных охлаждаемых лопатках скорость истечения воздуха из щели уменывится, и снижение эффективного КПД будет более значительным. Изменение эффективного КПД, соответствующее ус)ищиям экппфимента, когда располагаемая энергия охлаждающего воздуха определялась по его фактическому давлению перед сопловым аппаратом, показано на рисунке пунктирной линией. (Уменьшение с, вреюпюдится как а* 212 РуеУР)(„ йРУ РУУ Р,УР Ррт Рис.
9.12. Зависимость ээи н 6И З от Сь(вы. пуск на кормще с. и„вер. П): 6 Чар - иамеиенне Ч,Е в усвоении нвисатенн (при ь тат рвс "рта) р т рассеевав точка м.е ле) уис. 9.14. Зависимость и„/ис от С в ступени,т ти ст е 1 (выпуск на корытне с. и., вар. П и П1) унс. 9.13. Зависимоспт Ф от С при вмпуске по ВаР.П (а) Н Ьэахи СЕ СЬПРИВМПУСКЕПО ВаР. 1и (б) в ступени! Р(рета ЬУУ -4Р1 Р 1 2 3 аа,ей н бы сдвиганием точки отбора от последней ступени компрессора к его пер- Т' вым ступеням).
Поскольку в этом случае при 6, к 0,22 — ан< —,'е Иод ! Ю то в соответствии с формулой (1.20) значения Ьт),з ложатся выше, чем Ьс) . При 6, м 0,01 наблюдается даже увеличейне эффективного КПД в УсловиЯх экспеРимента (ьт)ю > О). напРотив, пРи 6, > 0,022 — > Т вс и >6 =; и снижение эффективного КПД происходит весьма интенсивно. т то Характерное немонотоиное изменение Ьц „прн увеличении 6, и валичие области положительных значений Ьц ь (в условиях эксперимента) объясняется особенностями изменения коэффициента скорости 0 прн выпуске воздуха. Изменение ф в зависимости от 6„полученное увязкой коэффициентов 0 я ф при вторичной обработке экспериментальных данных, показано на рис, 9.13,а, При этом принималось, что величина ф солз1, посколыху, согласно экспериментальным данным,влиянием некоторого увеличения неоднородности потока за СА на потери в рабо.
чем колесе в ступени можно пренебречь. Видно, что измененяе 0 прн увеличении 6 имеет характерную полуволну, наблюдавшуюся при выпуске воздуха из кромок вследствие быстрого уменьшения кромочных потерь. Как указывалось, некоторое уменьшение кромочного разрежения и, сле- 212 довательно, кромочных потерь происходит н при выпуске воздуха на корытце вблизи выходной кромки.
Пунктирной кривой на рисунке нанесено изменение 0, подсчитанное без учета изменения кромочных потерь. Очевидно, такое изменение коэффициента скорости наблюдается в горловом сечении межлопаточных каналов. Используя эти значения Рт, по формуле (7.23) подсчитывалось относительное уменьшение приведенного расхода газа через сопловой аппарат Ьп/ае = Ьбе/6е. Расчетное протекание ат/ае при изменении 6, показано на рис, 9Л4. Экспериментальнме значения а,/и е при выпуске воздуха по вар.
И по результатам всех испытаний нанесены также на этом рисунке. Видно, что расчетные н зксперименталънме значения приведенного Расхода а,/и е Удовлетворительно согласУютсЯ междУ собои. Степень реактивности ступени при выпуске воздуха на корытце соц. ловьпс лопаток изменяется незначительно. Это объясняется тем, что расход смеси через рабочее колесо практически постоянен, поскольку уменьшение расхода основного потока через сопловой аппарат примерно равно расходу охлаждающего воздуха (рис. 9,14), Рассмотрим теперь выпуск иоздуха через щели в карманы, выфрезе. рованные на корытце вблизи выходной кромки по вар. !И (см. Рис.
9,9), Общая длина щелей и карманов также составляла примерно 0,75/т. При ширине щели Л м 0,68 мы величина(су м 15, толщина стенки щели Ь„и 0,0 ММ Н ВЫХОдНая КрОМКа С(2 " 0,52 ММ. ОтиеентЕЛЬИОЕ раССтОяНИЕ щели от выходной кромки (протяженносп, кармана), составляло хтт/2 10. Экспериментальное исследование турбины при л, 1,7.„2,2 и разпич. ных расходах охлаждающего воздуха показало, что йервичный КПД при увеличении 6, заметно возрастает, что обьясняется превалирующим влиянием увеличения расхода рабочего тела ло сравнению с обратным влиянием снижения коэффициента скорости соплового аппарата прн вы. пуске. Эффективный КИД турбины лри увеличении 6, уменьшается. Изменение коэффициента скорости соплового аппарата в зависимости от 6, полученное увязкой значений ср и ф (при Р и солз() показано на рис, 9.!3, 6 точками. Сплошной линией показано расчетное протекание 213 р Ает О тлз э ь зчн н зч от 6 !ннлуск нв нооогтне инн слинкг с.
л., ие!г, 2У н У) н ! 2- 2 З! р. т. - угнчетнан точка завясимости, определенное по форыулаы разд- 7.4. Видно, что вследствие пониженной скорости выпуска воздуха (с, ~ 156,) коэффициент скорости О прн выпуске значительно снижается. Имейно зто обстоятельство прмвело к тому, что приращение КПД бйн прн выпуске оказалось значительна меньшим„чем при выпуске воздуха па вар.
1и П. Экспериментальная н расчетная зависимость б0„от 6, для этого случая нанесена на рнс. 9,10. При выпуске из щелей охлаждающего воздуха приведенный расход газа аг вследствие загромождения горлового сечения воздухам монотонно уменьшается. Эависимость а,/и т от 6, нанесена на рис. 9.14.
Видна, что прм выпуске воздухе 6, 0,01...0,02 снижение расхода газа примерно в 1,5„.1,3 раза превмшает относительный расход воздуха, что объясняется значительным увеличением потерь до горлового сечения, При этом суммарный расход смеси через рабочее колесо изменялся только незначительно. С учетом увеличения потерь в СА сопротивление рабочего колеса н, следовательно, степень реактивности ступени при выпуске воздуха практически не изменились. йамтуск ваямухл вближа входной кромки сопловмх лопаток. При внутреннем конвективном охлаждении малоразмерных турбин значительные труднастм представляет выполнение внутренних каналов н напастей в охлаждаемых малоразмерных лопатках. Поэтому более приемлемыми являются простые в коиструктмвиом и технологическом отномтеииях системы мх заградительного охлаждения, в частности, с выну. сиам воздуха через перфорированную входную кромку мли через щелн вблизи нходной кромки, гассматрмм основные газодимамические особениос«м подобных схем охл!ыкдення, в частности, прм выпуске воздуха через щели на корытце и спинке соплавмх лопаток вблизи входной кромки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
