Копелев С.З., С.В.Гуров - Тепловое состояние элементов конструкции авиационных двигателей (1014175), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Пересчет приведен;1< . с <а !'нс 46 Гндранл«<скос с«ар<пандан«с на входе н в«<хопа вращаю<анхо < каналов 1<О] КС. 4 о Расход«,<н хар <к'<раста а КВ<ы хов охлакдсннн лона<ни 'го расхода иод<уха <срез каналы первого варпзнтз <мшатки на 'лозин <счсн<ш и «нгр<пой лопатке выполи<я< <ю лз<гнып рабо !28] -„Потери пол<ого и«по;)а из пути подвода о.ла клакшн го возлу": к лопаткзо <К),1 Отпоре его ит промежуточных <гун<п: й кояпр<са 1бс) по<< рг'1~11нюш<й рхпютю<) припн)ы по<тонины'<н и рзв"Ми !52<<.
Вслнчп< з этпх пото)ь складывается нз потерь по)ного Мора потока воздуха при отборе сто пз промсжу<о поп ступени, врь н комиунпкзциях перепуска и потерь, спнзппных со Входом ' 'ндухз в Отк<*]ц"п<<" ПО врз<цз)Ош<.'кся лн<.'кс турбины 11отсрп ПОлро напора <о!Ока воздуха прн тсчочпи с<о чсрс< Отнс!Ытия во ',"наив<оп<с))ся диск~ турбины опрсдсляются гплрзндп<сскнмн со.
'От<<аленин<<и вх )ла, самого цилиндрического канала и выхода <мего !)<П<<по зрн <и<тори почсчитывают по дан .ыи рзгйпы 152), Ф Отрзжоио и'«'х имзрн<ю н<ыл<'йстипс. „'1ля проВ )лино!О сравне"'н< иеобходнмо у!нтывать только гидравлическое сопротпв.<сине "ада п отверстия в ободе диска турбины при его вращении, котопрпхолитск преодолевать воздуху, иоступьчо<цсму через этн ,Эврстня в ох.шжлаемыс лопатки.,-'анализ и обобщение экспсрн'Нтвльных данных )40) позволили выявить раздельное влиянзш <т!цения на п!лрзвличсское сопрогивленн< входа и выхода из от- верстнй и представить его в Вилс графиков, изображенных ни рис. 4.6. и!з этих графикон следует, что вращение весьма слабо 'у< ВЛИЯЕТ На ГПЛРЭВЛИЧССКОС СОПРОТНВЛС)о<с ЭХОЛЗ (НССЛСЛОС<ЗГ!НС!л Отверстия с иезакруглеииой входной крох!кой!, но резж) увеличивас! пщрзвличеокос сопротпнлеиие на выходе из отверстий.
Суммариш изменение гидравлического сопротивлеьиья входа н выхода нз о<- верстий, представленное в виде отношения козфф!щнептов расхода отверстий во вращении ьс и в статике рм вполне улоилетворитсльн) согласуются с данными работы (521, особенно в области отношений и/и >2,0 (здесь и --окружная скорость вращения отверстий; н) = =б/(ОТ»та) — сРедиии по РасходУ скоРость пРотекающего чсРС! отверстия воздуха; <з н 0) — секундный массовый расход и плот. НОСТЬ ВОЗДУХЗ, Тата - ПЛОЩЗЛЪ ОТВ<лРСТИЙ1. Представлен!!ые иа рнс.
4 5 лаииые позволяют сделать вывод, что при лостаттиом скруглеиии кромок прьюмных отис!мтий и ро. торс пот< ри пол<юго напора на ударный вход ие г)удут !0)сньпнзть 0 — )а) лтот ВывОЛ такжс полтВерждз<тси ис!!ытжниямн дисков турбив<ы с охлзждаемымн лопатками в натурных условиях. Если учесть, что скоростной напор на ныходе нз направляющих аппзра тоа компресоорэ, который прн отборе воздуха зз ними практнческ< теряется, составляет !Π— !3% от полного напорз, н <то вт тиса тельнои гидравлической отработке потери полного напора потоки В кОмх<уникзциях ИОЛВОлз могут быть си<лены к мьи!Нмуму и н<' превышать нескольких процентов, то станет очевидным, что принятая всличнна иотери !юлиого давления в !5в») не является завышенной. Прн анализе так называемого идеального (второго! Вари апта лопаток потери полного давле!шя на пути подвода охлажлз юшего нозлуха ис учитывалнсь, т.
е. считалось, что онн отсутстнуют. Чтобы при сравнении двух вариантов подвода охлаждающего воздуха к рабочим лопаткам исключить из рассмотрения абсолютныс размеры лопаток и их внутренних каналов, проведем анализ в безразмерных„относите<лысых, величинах по следующей схеме. Если охлаждающий;юпатки воздух отбирается за ком!Трессором и рашниристся в !<одкручивз!Още!< решетке, то раеполагаемый перепад давлений на входе и выходе из внутренних каналов .Зопзтки пРииимаЯ Р„,— -- 7)а, можно ВЫРазить следУющей зависимостью: рв р„ав 1' а. » ! ! ),» <» л ~л~ алл л где р --статическое давление за подкручивающсй решеткой; рвполное давление воздуха на выходе из компрессора; па — -коэффициент восстановления полного давления, учитывая)щий потери пол ного напора отбирасмого за компрессором воздуха на пути его д<1 ВХОда В ПОЛКру ПщаЮщуЮ рЕШ»ПКу ИЛИ ЛО ВХОЛЗ И ОТВЕрстня В ОбОЛЕ диска, т.
е, потери полного напора во вторичном контуре камсрь1 сгоРаниЯ; обычно ов=2 — <бв«<; с! скоРость воздУха нэ выходе из полкручтьвиицей решетки о — - коэффициент потери скорости при расширении в решетке; й и 74 --'показатель элиабаты и газовая по стояниая воздуха. ;;-::.:::::=:--"::е-,-':::..... ,' Прн отборе Воздуха из промежуточных ступеней компрессора ф~сполз<зсмый на охлажлаемой лопатке перепал давлений подво.
лнмого воздуха онрсде;истся выражением и,:=.=Ра в < 7) .т ',де р„в -- полное давление В месте отбора; о<-- колффицнсит вос",'.Гэноигиния лвилеиня, характеризую<цни потери) н)диого нши)ра кк путя охлаждающего воздуха от места отбора ло ихолз в лопатфк; он принят постояшьым, нс заиилкзццим от <ого, из какой ступени .<е. ется <)бор; как у'кс отмечалось :,;=-0,85. !1срепэлх давлений н, сооыьет- тэу1ОТ онрт ЛСЛ»ННЫ< ВЕАИЧНИЫ При.
,.е'сс'и<" го '<'и рис 4 5! н секу нлно ' рз! ходи <)хлэждаюш«о иозлхха ().„., рлвлр'.и„/ р' Т.. л. !!ри И<и)псиных Т,' и зв" лли Рвт. з" млмлиаииа иривтзт~< ими растила вовиулл в лазити. 'нк< ированной геометрии кзиз. и»ахи от листа т<< вт)вр О!Ь Нилин ЛсННИ и ИшюмСИиом " авлсини из выходе из иих (раином 'Гатпческому давлении) потока гаьз В проточной !З.ги турбины! ал,=-!<С!сл,„р Т„„, н относите.!ьиый рз<лсол воздухз, <ьтбыпэез!о- нз ь,ом<прессора и охлэж;и иие лопаток, можст быть записан ак: '11)к кзк пмпература охлажлаемой лопатки в ес профильной . Сти ис л )лжна превышать значения, допустимо<о соображениями 'ро толи, то Он~бичи. Для рассматриваемы~ условий этому значению 0и в свою оче дь соответствует вполне опрслслсииая величина относи<с.<ьного Всходи охла кдэк щего воздуха (281 Приняв величину (стлал / !л Т.
„)л при наличии подюручиваюшей 'ЕЦ!Е) КН ЗЗ СЛИНИПУ Н ОТНЕСЯ К Ией ВСЛИЧННУ ПРННСЛсптИ.О РаСХОДа " здухз при отборе гго иь про»!сжуточиыих ступеней компрессора йз .<акру!кп, получим .)звнспмость ~а,„, ~ т'.=,,) — у,, ,Редстз!ь)!Сину!о В ниле графика из рьнл 4.7. Здесь ьхй номер сгу.
ни компрессора, из которои <мбирзе!си воздух; г — число ступей компрессора. <1алс< определяется безразмерная температура 0 .ио ней — -температура лопатки Ти. Относительный расход возду, а сшлова!сльно, и безразмерная температура 0 при нснзмен. х Тли и Тл„, будут зависеть от перепала давлений, срэбзтывае- 77 з :г пав г; Р>н 4 Ь, ))зчгнсннс гсннсрвт«ри лонвтнн 1., н >тн'ннгслын г«ножн >стн «Х'. агрвннв н н«м на сп««ка ««.) >«лажлв>огас««> а «>х) «а, в ы вн«н««н о««л ы«с>в «но ог и>!«>«н свого«» новас хв. «, Тз мого я стуч)си:1.
Чем болшпс этот псропад, тем больше 0 и тсч будет нпжс' дг!я рзссм>гт(н>иасмых эслозий 7н. 1(оэгс>му сраннсинс различных способ)он и мест отбора охлаждаю!Пего ноздуха желательно прозести длн с>упеисй турбины, имеющих одииакозын «миоситсгпшый диамстР г) =В>)В) и одииакоиУю «очстрин> охлаждзсмой лопатки, ио рззиый срабатызаемый пе рспал, дзялеиий. Напри!он' Я мер, пусть ступсиь, иаэо- зсч сс вариантом А, ср>- гм) -,~,Р + — ~ бзтызает перепад данлс- иип пз 301(> мщп ший), «юм --+ . ступ«иь нариаита В, т, е.
)НМ >Ф =---, ( г) ==07! г.) ДЛЯ , г ТОГО '1ТООЫ ПРИ ЭТОМ СОХ- рзиить причсрио одппзкоиыЙ к. и. д. в!'Нх из,>пан. тоз ступенсй, необходимо улонлетоорим условию, при котором (ис»/са») 1=-- 1 ! 1 =. (иго/сва)ж з тпк кзк ! г,в),« ~ (гнн), тО стуг,) псиь изриан!з В должна имсп, ббльп!у)о окрулгиую скорость иа среднеи диаметре. чем ступень вари- ~-' гг--) с! Пита А, Если. например (л,,)н==-3,0, то (л„)н= г-з г-г г —,' г ==-2,1.
Тогда с точш)стью о ло НОстоянстаз з пропгссе расишреиия пока)зтеля злнзбаты Й=!,33 отиоии иия удсльпой адиабатпческои работы расширения !.аза н ступени и сто температуре нз нходс н ступи1ь бу дэг (/„н>Т,в) в---18 75 и (/ >31>Ф)н —.2835, э 1 О) н« и«ннс 1/ в «!7>л) и/(/и«'/ гг), =:1,5!. Слсдонзтслыю, (игн)в —— =-1,21>и,, ),. 3!и прин«> п>т к ув«лнчсшяо нвпрнжспия н рабочей лояз>)л изрпз>па В, и для сг>х(>)Пения заданно!о запаса прочиости . рго>>«')ся ««1«п!.Пи>11,'1>>пустя«!э ю ) смпсрз) тру лопатки. Нз рнс 4 8 показано 1)ме>)эиис тс«шературы рзоочей лопатки 7о !ур«)ПНЬ> ВарнаНтОВ А И В (Крппвя /) Прп Отб>>рс НОЗдуХЯ ИЗ Йй ст«,псии компресс!>ра н иоды>.ш его к н>и)ду н лопатку без прсднарнтслшиш закрутки.
1(з этом же рисунке точками а обозначены темпера>уры лопатки при Охлаждении се зоздухом, отбирасмым за ко«!прг"ссшшч н пр«;п>зрительно рзшипряющпчся н полкручизз. вшей решетке. Оиз на)шпа рзсчстиой 7, „,„.„потому, ЙТО при этой ,. З>э(пера гуре запас про !Пос) и лопз)ки вполне удовлетворяет требо!О~Ф1)ЯМ >ОРМ. 11з рис. 1.8 видно, >Т«> прп ПОДИодг К ОХЛаж,гаЕМой 4(Опаткс иозд)хз„отоирзсч01о из прои!«жуГО«!пых ступеней! 11 (зрессорз, темп«ратура ее растсг !т м«.рс удаления места от юрз ОГ нь>хола из коэ!Прессора, прп )«и богис круто растет т««мп-.рзттрз г)сйпатки турбины зариаита г!. Прп отборе но)духа и).за кочпрсс,йора и п >диоде «ого испосредстзснн«к охлзж.шгмой лопатке темя." 'уатурз ее .>>ащпегп по (из 40.
50(х) нышс, им при пргднаритсл,- Хгом оасип>рсипи с)о з полкру шнзющсй решетке, посмотря >ш тя. !~(то н исраом случае колпчесгно подаваемого воздуха из,' >Мол>«гис, чеы НО втором. Объя«.нястся это счп1сстнсипо Полос ы,>со;;.ф~о!1, чем н схеме с иодкручизак>щ«й решеткой, темпера>урсй «>хлаж. >лгающс гг) но)духа иа пхо:)е н липати)к дейстаитс>т~(о, при испоср«'т~фтнс«ином )и>диод«) нозг)уха к Охла)г да« мОЙ г>опзт>сс '1"' " ' * ' '1 .1счяг )зтурз , го во)растает по срззиснп>о с темнерг>турой ззторчожсчшого иогоз мосте «лбора иа неличипу подогренз, солданаечо!о работои фгяитробежиь!х сил.
Кгрзпэ!«Яис сохраисипя .>Нергии (прн отсутствии теплооочсиз) ' ажио ззписа !ь так; Й> —.-.—. с,(7,',о, -- Т>). По уразиспию Э>!лсрз, н рассмагринземом случае нг 7. =иа/2, т. е, ЙТ„,в= — Т,',„„— Тг =- 2)г!>,>(й -- 1) ' при и =-280 —:400 м/с составляет 40--70)х В схеме с преднзрительиой закруткой воздуха в иапранлеини ащоипя ротора пропсход!и скижение его температуры торможе"Ия, кслорая з абсолктгноч дзиж«хиии состанляст )г г ' )Во«« '" и относительном г> — ! Т„.,=--- 7'-( —: — — тнг, 2ви ''е ш'=с' — 2ис соз а+ив и а — угол зыхода потока из подкручи' ющсй решетки. Тогда сиижсиие температуры закочпрессориог) " здуха при расширеиин его н подкручизаюшей решетке состанит Йнс сов а — нг ЬГ,=-Тг — Т 28'г(в -- 1) Обычно н дзигателях это сиижсиие температуры посп)гает 60— К, а по сранисяню со схемой без подкручинающей решетки, г с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
