Копелев С.З., С.В.Гуров - Тепловое состояние элементов конструкции авиационных двигателей (1014175), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Рл»Заботин ,. !а!уй. бтиугмо1! н !9бб- 1(к((( !т и зь. ,фФФтбуомого яа д(с(3(т(((3((ои военно. !Ртьчтм «ам ыс!е (:, д»ри.тзксиз рфтн Т!3.939 33 ((ь нтск к гртглпе дн(1 б б(ГЗЛ(!и(!Ин с(Г(н нкап,'итяыпи. ~~музее!Снк,33 лго««снгт(3(н(3(тп ,':9«тъ*.ту(ею1!33! !Пт(,ть у гц«аб1нт Род !!гатт(рлнеил '(яики!"и'й. и(' ирплу13Я.
,',"'Йь«3 йгт«(3(тт«и!! РГ я .(л( ьа. (гб(нра(мог(3 нег!!СРГ!иле!утя яз налдся уплотнаняя фббт(Р«ир(ИЯГЧ!Т(п ( н Ттрбпи(» УУ, специ. ,м»м; тт(ннс(еГСПГ ь(ы барабаном 4, зяк. мгц ип стсп(итят л((с«л !! итти(* Г!яь;"нлрчт«е(3 Гга (ф!» ГГ и 3(31е!Огням 3'и ф-:б,на ( п(иии»т (пн(!3«пост((т (РЛ(л аМИТ!У!ос и(Г(((ст(3 (т н С об , ЛГВЖ«су, днсь: (тк иятпт(Идя!сну( и фу(3( нес( ( (Гча '(зсй 7»з« ,;ЙамФ ст 3 (;и( 3.
я ИГ«кдт пок Фцбц»9 1( н;ы(!В(сп!инея ВлеИббирпи(,( и.! 3,(ъ тления за ,тфп«и, и' т(«нь(, (с (и((Г бзрпб;пгк 4 ',(! Фбсиййка бт, (з р(ияекная яз ПГ у~ькалкей !ТВПФл«ротора Б»!агодабондук к (п(тотиекияи задней 'тм(ЛМиряосор(3 и ти(он траясмнсопи тгодасц'и Раз'Гцкы1о. »((ич('ч поз уйцтдаааГИ»3»31 а т( р((пи(Ь ИРЗКтн цтсКИ Лтслает('и о .(('т ((п*л котн1Р ссора Л(!у Ланлеи(33! ьп((ме т(Г(1, напал. ,!х РТГИТР ("го ит (лиог( и гт(го гке ,абул!ь 'г, е П1 (В ис'!(пляго(з, 11(зно ярлнинсн«1(3 !н" (сп(поинт( !ыддга '(рбтмт«рсчсоРВ и 'Грбньь1 уут((кь"тс( ~ФВу барабан».
((Г(рлт( япциб зяиьну „,:,":уу!Тлс((гть »3 внттр( 113(с«3(3 а таили Рук!и!и!! Иозд(", п((запасный ВГ( ' уур яачией опоры компрессора. Выполия аут»(»ицтнт;" с!(ИИГГГСГ нагоне!(аиость теплооб (ба!таст иии его (рогреаа. Необходимо ! 13(тнт *м л«ынобарабаии(эй консгрукцик т и нп. Репа из переходных рс(ким(ак.
ПЫС Г~(»Д(!СИГИ Я ПЕР\к (ЛНОИ '1ВСТИ В! 3(цякт цится а п(3(о !Внк ных частей 10 ружвай тюзерхаастз «<задка»а» бзрзбззз зыша, чем у ззутразиай поверхности корпусоз, которые, кроме та)а, отделены ат зратачзай части втоРого кавтура <чх! ззу»ра)иай оба«айза!< н прзктичаакз ае имеют оагзмззазззлаго абдувз. Помимо этого кз корпусе рззмаш»ны механизмы лрнзадз заваре»пыл нззравлшашвх аппаратов, коллекторы а»бар« заэзухз» друга» хавструктвзиыа элемеитм, узелпчизаюа<за ага тепловую знарзианзасть. Обрз<изет зз себя знямшша кавструктиззае зыпахнаизе системы лабиазитных уплотнений задней опоРы, кмекзпей дзайзаа стрззлзззнзе, благодаря чачу Разностью зсхлючзетаз прорыв горячего воздуха из зз комар»«хара з полость трзисмкссзя.
з также обзсначнззезсз минвмзлька возможный взад»в азоры. Как видно, конструктивное выполнение современных компрессоров отличается бо.)ьшим разнообразием, точно так же, квк и способы обеспе кина требуемого уровня температуры его деталей ип рабочих режимах н их тепловых хзрактермстнк в условиях иестзциопари<мо теплового состояния. 1)озтому целесообразность и преимушества той или иной конструк<<;)и нельзя рассматривать о отрыве от конкрезио<о назначения двигателя, диапазона его рабочих и переменных режимов, Чтобы из всего этого 'многообразия иметь возможность выбрать оптимальный вариант, удовлетворяющий требованиям минимальной массы и заданным газодинамнческим характеристикам, необходимо в первую очередь иметь возможнос~ь уверенно оценивать тепловое состояние основных деталей комп)н.ссора как иа рабочих, так и иа переходных режимах, определяемое в свою очередь граничными условиями теплообменз в его проточной части, нв роторе и иа наружных поверхностях корпусов.
!.2 те««лООтддчА От ВОЭЛУхА К ЭЛЕМЕНТАМ КОМ йРЕЕЕОРА К числу основных параметров комирессориых решеток, определяюшн:< их обтекание, а следовательно, и тсплоотдачу, относятся коэффициент теоретического напора, относительный диаметр втулки на входе, удлинения лопатгж, число Рейнольдсз и др, причем наиболее резкая перестройка потока происходит до узкого сечения ре<иетки. Нн входном участке. Взаимосвязь этих параметров носит весьма сложный характер, поэтому для упрощения задачи будем полагать, что основное влияние на среднюю по профилю теплоот. дачу оказывают степень диффузориосэн решетки, ее густота Ьг! и угли »оно)и)га потока Аб н Л<! в рабочем колесе я иаправдяюшем аппарате, .:|иффузорность канала решеткп в этом случае можно ха))акторизовать с иомошью угла эквивалентного диффузора )4о!.
Очевидно, что для каждой решетки, рзботающей на ог)редел)ениоы режиме, можно построить эквивалентный плоский диффузор, длина которого равна длине средней лшени канала ), а площади входа н гыхода равны соответственно живым сече)шям н потоке на входе и выходе из канала Приннз<зя высоту решетки раиной единице. угол раскрытия эквивалентного днффузора можно за)гнсать в виде <ЯО 0«„ф — — — (зн);".) - чш,",), и <дс ))) н ))з - углы входа потока в решетку и выхода нз нее 'КТ)оме угла расьры Рия непосредственное влияние на характер ;:М)«виня в плоском диффузоре оказывает степень его рашиирения 'ф«з~~йс!.
При постоянных условиях течения на входе и постоянной рук«пяте)тн расширения диффузора х величеннс угла раскрыл ив нриво<<гй«)зт последоватсэьио к четырем основным режизшм тсчс<шя а) ус ":,:;:~«))«Энному режиму, т. с. режиму без заметного отрыва потока от ~~к«Е<«ткн, когда течение не отделяется от стенок ио веси длине диф,",."'«рузора, по в пристеиочиых слоях мо«ксг иметь несыта малые зоны ";~~$«))зыва; б) режиму с ра»)ип, и у<шзновившимся отр)звох! потока, ,;.з<.у6хда возникает большзя трехмерная зона отрыва, ззиимвюшая ;::!М,;Основную часть потока, ио размер и ннтенсипность )трыва меняу«)2«йся во врез)сни; режим )юлиостью развитой двухмерной зоны '".-'~йт««)ыва соотвстстну<т тсчсншо с ас»ммстричнан »или<стью разниэ«йвфй закон.
в которой отрыв остгытся б)соко»<чин) до.)го нз том месте, 'эе40 он .возник; в) режиму г)олиост),к) развитого отрыва потока, <!Ц)гда основная часть днф<))узги)н заняза обши',)ной зоной вихря, и ;:„;~)))~.'режиму струи»гно гсч<»н<я, характеризующегося )<и. ч<о основ- ~':.З»)«зы.ноток нз выходе из узкого сечения нс присосди»ясгся ни к од- !',.:,«Т)З«х нз стенок дпффузора, з также )ем, что зоны отрыва почти .« -'Фтвбил ьн ы. Срывнь)< режимы г<'чениз, кзк правило, »с характерны для .-"компресоорных решеток, Однако некоторые нз иих мокнут возникать ;':)) последних ступенях ми<моступеичагых компрессоров ири работе .«!Нф иа максимальной физической и малой приведе»иой частоте вра- .".,)Т)хения, что со< гветствует услонияч нолетз < болю»ими шслами М, '""~«)урбиниые режимы).
С тепловой )очки зрения такие р<жимы пр<д- ~!~йфвляю)т з»ач)шсльный антерес. »<юколььу соответствуют макси- "--'~)дулы<ой температуре воздуха, о))<)вакииего .<стали комироссорз .'з;:,-:,:",Опу<)))нковаиных материалов теоретических или зкспсримеи.,':,'...'Ейлвных исследований теплообмсиа в ком»рессорных ренштках нет ; .«Ъ)зтох)у рассмотрим имеющиеся в литсэзтурс даииыс о коивектнв. :-'"«пзм теилообмене в днффузорах. На»боне б)низких по сво<й геомет. ..'-«)«ТН к параметрам эквивалентных диффузоров решеток, Зкюпери.
«~:-::)Мвнтальиос исследование коивективного теплообмеиз при турбу,';::лентном режиме течения в дозчуковых диффузорах выполнено в ра. боте )бб), где исследовалась теплоотдача от обогреваемого доавуко. '::ваго симметричного двухмерного диффузора с плоскими стенкаыи ,;.-':.-.,к обтекаюшему их потоку воздуха П<шзый угад рзскрытиз дзффузарз изменялся ат 0 да 46"; <пнаш»наа длины ;,' Ееезак к )виризс начального )вход»ага) «еч«ззз - ат а да !8, числа Рай<альт«з, '«.-:!А«адан))зина« па параметрам затакз з узком ге«сина н аа ега п)ирине. а)менялась „;,:. дзй 40 !О' да ЗОО )О".
Была ясгледазззы ал«дуюшие режимы течения з днффу. ,,".;-.')Вора: Рчжзм баз заметного отрыва потока ат стенки, Режим с большой веустай. ;;Ч»))«<а<за заной атрызз з режим с полностью рззз)ггай двухмерной замай атрызз. ;".'Еа всех случаях заграничный слой из стенках был турбулазтвым, Одзазремезза :;-,.",::.Е' иг«лгдозззнам <езлаабмеяз провалилась из«челка гндрадинзмикч патака путем !"=,.".,;:визузлзззпин ега с помашыа затей з дыма, з также трзззранраззнием трубкзмз )~хВвта з»армазкемаметрам, Ва всех ааыгзх разность темверагур обогрева«мыл ;:.;Руснак з незазмушеннаго потока воздуха и< презышзлз 22 К, з пазышевва ага ,,'<„'::.'!зраднемзссазай температуры — 0,26 К, т.
е. тевлаабмев кзучзлсх з юатермзчес".,'.!.;;Вах углознзх, характерных длз пратачзых частей осевых камере«сарае. для Е»Е»:"7. Для режима очень быстрым причем процесс 10 , В Е .-. .0,3)ОЗ вЂ” !3,!Х)!Е);Е -.- (,З)Е), Е болшиой неустойчивой зоны отрыва, характерного образованием и удалением срываюшкхсн вихрей, неустойчивого срыва б)есиоридочен по частоте и эффицяенту 0,0277 !Тр)1! числе Йе,„не превып!ает ~ И%. Обращает иа себя внимание то обстоятельство, что опытные точки, соответстВУюшие числам ((екб!О', лежат значительно ВЫШе как лниян 2, Ос(гедняк)щей экгперим!'нтальныс данные, так и завнснэ)Ости для тепз!ОООмсна иа ИЛОскОй пластин! (Линия 7».
Достоверность Опытных да)и)ых ие Вь!3!Явает сОм)и'ния. Иаскольк»' О3!н былн ЧНОГОкрвт но прояерсиы путем п!шторения ссютвс гс)вук)!Них опытов и сравнении полученных рс)удьтатов. Прнчпиу этого. очевидно. следует искать В том, ч)О 1' уменьшением числа ((е-" !бч нарушается одноро(3)Ость турбт11ч)тн)ио 31ОГ(шн3)чного слОЯ на !'тснке„состоян!ш к!порога оказьгваст ис!юсрсд 3гвешше и определяющее возлействие нп интшц'нв!Их:ть тег!лООтда "331. 1(ак и,)!)есгно, состоя)ше пограничного слоя па профиле определяет уровень потерь и га:юдинамнчегкую эффективность компресгорных решеток и, следовательно, коэффициент полезного действия компрессора.
Опытные данные показыва)от (48(, что с уменьшением ч)юла Рс!Иц)льдса в компрессориых решетках ниже 101 потери в них растут и происходит заметное паленые их к, п. д. Следователь. ио, огмеченпос увеличение интенсивности тсплообмена при числах (Ее<10з будет характерно и ддя условий теплообмеиа в проточной части компрессора, что необходимо учитывать в расчетах температур его де)алей. с»кспе!И)ме)113)лши) Оир).'деленные коэффициенты топ.ТООтдачи на стенке В зоне обратного тока в режкме полностью развитой двухмерной зоны отрыва Отличаются не бозее, чем иа сс30')е от велншн, рассчитанных по зависимости (!.!» для тепло)мдачи на плоской стоике, в которой числа (Ее подсчитывались ио расчетным ве.
личинам скорости Обратного течения„ подслшшым иа (и 20. При в!.,Н.м .)ту за Висимгх1ь, Взятук) из работы (60(: ХВ,=НП0325!(7е,.!'!Е) Е., Е),Е, 01!П20!3)е ()г""', (!.2! Здесь 7', (Е! Е, Е» Е, 91:::. (О пзэ) . 0 Ойзйт) е)! ',, 0 за! (етд !» ! 1 ,'ез е 11 .- (И,)3301; ОН037) е 082т!е)3е»!Не(змп е) ! м— С3)з Š— И, 305( — О,ОЬЗЕЭ Е - - 0,8')ЗЗ!3ГЕ для Е,З)7 п У') (Е» Е. Е))Е. 6 --= 0,033,23 — П,!!2ЗОЕЗ) Е (В. Е 3 (1,"-(3),ИН3 !. О,ООЗЕИ)Е ! 1,03/3ЕЕ) !20! 2))И Е,' )ноложеиикз мест отрыва, можно ожидать, что коэффициенты тепдачм иа этом р~~~~е б»ду! болши1, че)! В случае знало)е!Иного "эотрывно) о )сче)шя у)т)) предположение подтверждается при ,авнсш!и экспериментальных данных с зависимостью для тсплоот. й(х()чв при безотрывиом Обтекашш илзстниы - ко)ффиинеиты тш);)о. 'я!!акдаш в точках на степке Во,шзи»экого сечения диффу:н)ра ирак.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
