Газодинамика охлаждаемых турбин. Венедиктов В.Д. (1014153), страница 7
Текст из файла (страница 7)
2.2 дено также расстояние Н„от центра группы до наиболее удаленной решетки в каждой группе в суженном пространстве параметров (2.8), Это расстояние для отдельных групп составляет Я„3,5.„3,7, в то время как для всей исходной совокупности решеток по тем же девяти параметрам Я„" 6,1. Качественный анализ влияния определшещих параметров на профильные потери. Значения коэффициентов корреляции определяющих параметров (2.6) с профильными потерями Е (~,р! х„) в зависимости от Х~ показаны на рис, 2.2...2,5.
На графиках прнведенй аналогичные зависимости н для некоторых других геометрических параметров, не вошед. ших в семейство определяющих, однако существенно закоррелированных с ~„р. Значения коэффициентов корреляции вычислялись для каж. дой выделенной группы решеток (группа 1 - сопловые; группа 2 — рабочие; группа 3 — рабочие, периФерия), а также для всех решеток в целом.
Видно, что козффицяенты корреляции параметров с потерями существенно зависят от Хэ,, Со степенью вероятности р 0,95 коэффициент корреляции можно считать значимым, если модуль его значения превышает 0,2. При меньших значениях коэффициента корреляции утверждать, что имеется существенная линейная связь параметра с коэффициентом потерь уже нельзя. Коэффициент корреляции характеризует усредненное влияние параметра на потери по всем решеткам данной группы, поэтому его можно использовать дпя качественного анализа влияния параметра на потери на различных режимах работы решеток.
Из рис, 2.2, в частности, видно, что на дозвуковых режимах в решетках всех типов увеличение угла !1ы и в рабочих решетках уменьшение угла Вне способствуют уменьшению профильных потерь. Это связано с увеличением конфузорности решеток при одновременном некотором увеличении протяженности косого среза. На сверхзвуковых режимах увеличение Вь,и уменьшение Вье, иацротив, приводят к увеличению профильных потерь, Это, по-видимому, объясняется преобладающим влиянием увеличения протяженности косого среза.
Предварительный анализ также показал, что влияние параметра Мпбы К на профильные потери в решетках примерно такое же, з!и 02зф как н Вы. Однако влияние параметра В Вы+ В„е на потери выражено менее ойределенно, чем угла Вэ,~. Ло-видимому, это объясняется сильнойзакоррелнрованностьюбс величиной Вы. 'Е(0; Вы) 0,95. Поэтому для обобщения накопленных данных по потерям более целесообразно испольэовать Вы и Вне(а не К н О, как это было сделано в работах (1,5) и др.).
зб Из рис. 2.2 следует, что увеличение относительной толщины профиля в сопловых и рабочих решетках способствует возрастанию потерь, 'на до- звуковых режимах в решетках периферийных сечений рабочего колеса было бы целесообразно несколько увеличить с,„. Для уменьшения профильных потерь в сопловых и рабочих решетках (группы 1 и 2) целесообразно иа дозвуковых режимах увеличивать отно- сительнмй шаг г и угол отгиба 6! на сверхзвуковых режимах, напротив, следует уменьшать !и 0. Это хорошо согласуется с имеющимися пред- ставлениями о характере влияния шага н угла отгиба профиля на потери в дозвуковых и сверхзвуковых решетках.
В периферийных сечениях ра- бочих колес (группа 3) снижению потерь практически при всех значениях ьр способствует уменьшение !и 6, Относительная толщина входной кромки д! и дозвуковмх решетках слабо влияет на потери; в сверхзвуковых решетках (особенно рабочих) ' потери с увеличением д! быстро возрастают. Особенно велики потери, ' связанные с обтеканием выходной кромки; при этом на дозвуковых ре- жимах в сопловых решетках они в 2...3 раза больше, чем в рабочих, На сверхзвуковых режимах в рабочих решетках эти потери (складывающи- еся нз кромочных и волновых потерь в кромочных скачках) существенно .Увеличиваются.
При Х~ > 1,2 потери, связанные с обтеканием кромки, во всех решетках заметно уменьшаются, что объясняется в первую оче- редь уменьшением кромочного разрежейия (см. разд. 5.1) и кромочных , потерь при высоких сверхзвуковых значениях Х! . Для уменьшения профильных потерь в дозвуковых сопловых и рабочих решетках целесообразно уменьшать угол установки Т и координату ; х . В сверхзвуковых решетках, напротив, следует увеличивать Т н х,, -' что также объясняется отмеченным выше влиянием протяженности косо- ': го среза: с увеличением Т и х протяженность косого среза сокращается. Уменьшению потерь н дозвуковых решетках способствует уменьшение угла отставания кромки и„р !1„,- Вне. На сверхзвуковых режи- мах в периферийных сечениях рабочих колес целесообразно, напротив, несколько увеличивать и„р. Для уменьшения потерь в дозвуковых , решетках следует увеличивать, а в сверхзвуковых, напротив, уменьшать ' угол сужения межлопаточного канала на выходе Еэ.
Влияние иа профильные потери таких параметров как Ен у, выражено менее определенно, поэтому анализировать его не будем. Рассмотрим теперь влияние на потери некоторых параметров, не вошедших в число определяющих. Протяженность косого среза можно ха- '; рактернэовать величиной 1„„"' 1 — х„где х„- координата точки касания окружности ат со спинкой йрофиля, Йа рис. 2,5, в частности, хорошо вщг , ио, что в сопловых и рабочях решетках (группы 1 и 2) уменьшению потерь ' способствует на дозвуковых режимах увеличение, а на сверхзвуковых ' режимах — уменьшение протяженности косого среза !кс Для уменьшения потерь на сверхзвуковых режимах следует уменьшать угол телесности спинки профиля и!.
Это связано с тем, что с умень. шением кривизны выходного участка спинки уменьшается перерасшире- ': няе сверхзвукового потока при обтекании кромки н, следовательно, ин- '. тенсивность волновых потерь. На сверхзвуковых режимах следует зт ба УМЕИЬШатЬ УГОЛ ЭаеетРЕНИЯ ВЫХОДНОЙ КРОМКИ аз 7, ЧтО ПРИВОДИТ К Сиижснию интенсивности кромочных скачков, На дозвуковых режимах целесообразно несколько увеличивать угол телесности спинки из,' угол заострения вмходной кромки ы 1, по-видимому, слабо влияет на уровень профильных потерь, рнс„т.б.
Эавнсииссзь квзФФиниенсев с7, и иЛ вз Лз в зраисзвркввим решеткам з,з. Овола5ВниВ зксплриментальбиах данных ПО ПРОФИЛЬНЫМ ПОТВРЯМ Построение уравнения регрессии с выделением кромочных и волнбг вых потерь. В современных трансэвуковых решетках вследствие повышенной толщины выходных кромок потери, связанные с их обтеканием, могут оказаться значительными. Зги потери складываются иэ обычных кромочных потерь ь„р, обусловленных возникновением кромочного разрежения, и волновых потерь в кромочных скачках уплотнения (,ш, обусловленных перерасширением потока эа кромками и пропорциойальных толщине выходной кромки с) и Кромочным потерям в турбинных решетках посвящено значительное количество работ, В большинстве из иих для оценки кромочных потерь предлагаются формулы типа вк з' (2,10) где е * 0,05...0,5 — эмпнрпческий коэффициент.
Как указывалось, на величину 4 решающее влияние оказывает козффицлент кромочного давления Лр . Детальный анализ особенностей течения в трансзвуковых решетках (см. разд. 5.1) показывает, что величина бй зависит от геометрических параметров решетки (в первую очередь, от ее конфузорности и угла отгиба), а также от приведенной скорости на выходе Лза Поэтому лля оценки кромочных потерь, связанных с кромочным разрежением, в трансзвуковых решетках будем использовать структурную формулу типа (2ЛО), в которой коэффициент пропорциональности представим в виде 4 =Езсл (2.11) где ее Яхр) и ел ЯЛ1,„) — коэффициенты, учитывающие соответст.
венно влияйие геометрических параметров и режима работы (Лз,„) на кромочные потери. Используя аналогичную модель, потери в кромочных скачках уцлот. пения на сверхзвуковых режимах представим в виде ы саз; (2,12) Ы "Ые "Л (2Л3) где бре =6(хр) и бзл Ус(Лъ„) - коэффициенты, учитывающие соответственно влияние геометрических параметров и режима работы иа волновые потери„связанные с обтеканием выходной кромки. 5$ а аа ад М бт Л„а На основании экспериментальных данных по влиянию Лз,„на коэффициент кромочного давления Ьр„р и на потери в кромочных скачках были выбраны зависимости ел и бал от Лр .
Вид этих зависимостей показан на рис. 2.6. Кривые на графике аппрокснмируются выражениями и 1 1 1Р вр Лаке<а,71 74,7-м,эбл азбсмлззш-54,7блз„ири9,7<лз <1,45: (21 ) а 41 1754,51 4414,5 Лзав - 7457,1 Л~ ~ 4775,77 Л~ — Ы9,5 Лс~ Л~> 1,05; бзЛ в — ~ 5!и ((Лз — 1,15) 2л) + 1 ~ пРи Лаю> 1 (2.16) где Ь, = Ьи 10"' (2.15) Изменение функции ел (Лз ) отражает особенности изменения коэф. фициента кромочного давления сэр по Лз .' со значительным его уменьшением на околозвуковых режимах работы и увеличением практически до нуля при лз > 1,3 (см. разд. 5.1).
Волновые потери, связанные с обтеканием выходйой кромки, проявляются при Лз > 1; быстро увеличиваются в диапазоне Лз 1,1„Л,З и стабилизируются (или даже уменьшаются) при Лз, > 1,3, Величины ар и ба з, согласно предварительным исследованиям, зависят, главным образом, от следующих геометрических параметров'. х 01„; 91 1 6. Для оценки потерь трения в исходное семейство аппроксимирующих 1с фУНКЦИй ВКЛЮЧаЛИСЬ ВЫРажЕНИЯ ВИДа З, Хр И ХрХС, ПРИЧЕМ В КаЧЕСтВЕ ;.ф х и к использовались все геометрические параметры (2.6) (исключая сзз), атакжезначения Лаш и Л~ . уравнение регрессии строилось шаговым методом для всей совокупности решеток в интервале изменения Лз 0,6...1,4.
В результате бьшо получено адекватное уравнение регрессии для коэффициента профильных потерь с выделением кромочных н волновых потерь, вида 14 ~„,=Е Ь,г, Таблица 2,3 ьае ти Л' Р РР Ю 07 Эйат втршвшшц р н (2.36) а! т! Решает хе т лл в та баа а ал ат !а Ы !2 63Лт а 1 2 3 5 б 7 $ 9 !Ф И 12 13 14 15 !6 !7 !3 !9 20 21 23 23 24 25 26 27 38 29 30 31 33 33 34 35 36 -3,79062 -$,Ш640 3„40446 -1,27922 -5,10604 -1,33360 1,05800 5,71320 2,50316 6,$635$ 7,91387 -3,$4313 -1,33956 3,0964$ 1,36020 3,34646 9,33007 -1,84219 -9,27939 550701 -1,67860 3,62266 7.ос!29 -2,027гсз -6,71560 2,99724 1,3146$ -7,93545 -2,16930 -1,12525 5, 10316 1,56088 3,$2430 1,21329 1,16320 1 82705 -05 07 -03 -03 -05 -05 -05 -01 -01 00 -63 -01 -02 -01 -03 -04 -Ф2 -02 -03 01 -03 -02' -03 -02 -03 -02 -04 -05 -04 -04 -04 -03 -0! в!к Лгтд в !к 0,„0 в! а! в!клгед 81кхгцс В, 6 82ьрт Вг)0 "кр сикх свах! с,„а! с„„„в! с „л тг И! !7 сл! тл~ ба! б!Уии х, Вг х А~д рои В! сл 4~3!к сЛ4вве сл 426 ЕЛ А!81„ 8Л с!г 81к В!те ел 72 вгк 6 ЕЛ ггбг тал Ггв~ ила!в ! фильных потерь в 220 экспериментальных решетках при различных значениях Лг ).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
