Копелев С.З., С.В.Гуров - Тепловое состояние элементов конструкции авиационных двигателей (1014175), страница 3
Текст из файла (страница 3)
((ггйческн сонпадакм о )иа')синями для 3)езотрывншо течения, я :~яжс по по!оку числа !!уссельта пр)иыша)ог со))твсгсгвио)!Нс 43(ачеиия дЛЯ безОТрывиа!О Т)ЧВНПЯ !'!ВИГИ)лшиая ОД!взНдчИОСТЬ ,(ебоби1с))ня экспериментальных данных на этом режиме получается, :ЙЕ)чи и качестве апре;цлякипего !3С!) ч!тричгсвно размера принят) ~((3)хиву хе+к, а в ка'3ссгве характернои скорости --скоросзь невод. '-,.33(у)цепкого потока (в узком с! шипи» и) (хритериалш)ое сг)огноше. ;!Н)г!с теплообмепз д;и то)31 случая примет вид Хих=.-(20!6! (Те,е". Рг " :1.
3»' '" - ')'-,-х' ~'- ~ —,.', ~"Г~-'-:Г Таким образом, рассмотренные экспериментальные данные поВаывают, что коэффиииенты теплоотдачн для двухмерных двффу. (йоров с плоскими стенками максима.зьны при угле раскрытия 0=0 ".;, равны коэффициентам теплоотдачи при обтекании плоской плас":,гиэны полностьк) развитые! Турбулентным потоком. г(аимен! )пие ;."ВИВЧЕНИЯ Коэффниыента тЕПЛОатдаЧН бЫЛП ПОЛУЧЕНЫ На СГЕНКЕ В 4онах обратншо тока воздуха в режиме полностьв развитш) двух т)мдарно(1 зоны Отрыва и ири больших углах раскрытия днффузора Как уже отмечалось, на режиме рази))той неуст)н!Чивой зоны ",-''э)трыва числа 1!уссельта н сечениях днффузора, расположенных па "=::потоку ниже у)кого сечения, превышают нх значения для безотрыв(.дного течения. Е(о-видик)!зе)у, абра:ин!анне и разрушение вихревых '*'.ВОН н сВязанная с этих! Интенсификация т).плаатмена различны по '"-' лане днффузора, причем в области пблн)н конца стенок разру)не,.е)ие вихревых зон происходит быстрее, чем вблизи начально)о уча,)с)тка.
Это указывает нз ир!'Валиру)ощсе влияние пространственно.:сти потока, ва образование и)сгеисиввых вторичных течений, В этой связя рассмотрим предел ьн ы й с точки зреи))а инген.;:сивности вторичных течений случай — развитое турбуленмп)е тече- : 1!Нс н теплообм!н В кольцевом днффузг)рс, Образованном парал.
:.чельными степками (типа безлопаточиого лиффузора! 138!. Эксперимента))ь)!Ос исследование м стной теплоотлачн в без .Чсншточном диффузорс центробежного комггрессора описано в ра ,.' боте (Щ где показано, что течение в проточной части носит отчет':-:ливо выраженный пространственный характер с многочисленными ':'нестабильны))и во Времени локальными зонами Отрыва, захватыва', (ошими основной поток с переороской струн основного потока от ;-одш)й стенки к другой, Интенсивность вихрей в отрывчых зонах ;".столь велика, )то каждая локальная зона отрыва играет роль сво'-ееобразного жидкого диффузора, на Выходе нз которого градиент ;~:,давления еще более возрастает, что приводит к послелу!ощему от- ;,;17 Й" Й; и ,:!! ' ~1;! (!! руктнвных пзраметров на интенсивность теплоотлачн ь корпусы. Так, из сопоставления опытных данных, полученных прн одиих и тех же режимах эксперимента, но при различной величине исходного монтажного радиального зазора Л„, следует, что с ростом его относительной величииы Л,=Л,/В„э (з) — наружный диаметр рабочего колеса с лопаткамн) сверх принятых в практике значений козффи.
циеит теплоотлачи уменьшается; это, очевидно, является следствием уменьшения пульсаций. При значениях относительного зазора Л,=О,(+0,3'74 это уменьшение достигает 8 — 12'Й, но далее величина коэффициента теплоотдзчн сохраняется практически неиз- менпОЙ. 1Д. ТЕПЛООБМЕН ВО ВНУТРЕННИХ ПОЛОСТЯХ РОТОРОВ При всем многообразии конструкций роторов их объединяет одна общая особенность — - весьма слабое вынужденное течение Охладителя и полостях ротора или практически полное его отсут. стане и превалирующая в связи с этим роль в процессах теплообмхна естественной коивекцни в поле центробежных сил.
При отсут. стань полвода тепла среда (воздух) вращасзся вместе с конструк- тнвиыми элез«еитамп, образующими полости, практически как едигос целое, т. е. с угловой скоростью врашсн«гя !«Огорз. При иеран. номерном нагреве поверхностей этих элементов появляется цирку. ляциошн«с движение среды, вызванное появлением массовых сил, точнее, их разиостькз„опре«леляем!н! произведением плотности среды в рассматриваемых точках объема на ускорение центробежной силь! ««'. Отдельные секции дискобарабанных и барабанных роторов соединяются между собой таким образом, что протечки между внутренними полостями н проточнои частью компресзюрз отсутству!от (за исключением полостей.
предназначенных для отбора воз„зуха), а Осенон перенос тепла происходит в силу теплопроводности и местах кепосредствснпого контакта проставок н дисков нли по Обочайке барабана, а также естественной коиюкцией, вощгикаю- щей нз-за рззлячиои температуры с«юсдннх дисков. (сак уже указывалось выше, про«лунку ш«утрсснвих полостей ротора осуществляют либо через отвсрсю!я в периферийной части лпсков, либо подводи воздух От оси компрессора через отверстия ь ~яловом повес 1см. 1«пс.
!.!«). Приме(нзм познзн"г«~ю не1«е«г1и.зируемого ротора является кспшрессор дзига!сля Г-!О! В перш«м слу. чзе цнркуляциоииос движение воздуха возникает вслсдсгш«е того, по имеющий большу!О плотность с!зп1«С11тсльнг«холодный воздух под действием цситроос«кных сил оттешияст к периферии боковой поверхности лискгш нагревшийся от соприкосновения с ними слой более горячего ьозлуха; в средней ио шпрнис полости зоне уста. иавливается центростремительное гсчсиис холодного воздуха, причем глубина его проникновенна к центру зависит как от соотношеззия температур диска, воздуха н обечзйкн, так н от распределения 1!:";::,"::,::, ТЕЙТ!Ь(«Птур ВО радиУсу днока. Во второМ С«1Учзе холодный воздух ,;, т(жфбВФВ«.,кспйрифар!и( и Оттесняет более нагретые слоя к центру.
~,";:::-;!.: -':::,;:::-.;4!Е'; Впучае иевеитилмруемого барабанного ротора, когда появление ых сил вызвано только различной температурой по длине " айки, циркуляционное дьимхение воздуха внутри барабана сложныи пространственный характер. Методы расчета копаного теплообмена в замкпутых полостях, вентилнрусмых по- З)вй воздуха на периферии или в центре, в литератзре отсутству- «'„Наиболее близкая, по своей физической сущности, задача на в работе [18! для теплообмена между двумя рзвномерио ',ретыми по радиусу дисками, образующими замкпутукз иевенти- ' уемую полость и вращающимися с угловой скоростью ш ' пературы дисков различны, причем 7!>Т! Разность массовых Й в этом случае вызовет циркуляцнониое движение воздуха ог ",'Тра к периферии (на диске с температурой Тз) и от периферии Йвзгьру (на диске с температуро!1 71). Поскольку основное долу.
'зэие, принятос прн решения этой эазачн, сволится к условию ествования между иограничнымн слоями ядра потока, в преле- ' ' которого нз больпзе1! части радиуса отсутствуют радиальное и -, ' е течения, что справедливо лля величии осевых зазоров меж „:,:Дисками компрессоров, рассмотрим эту задачу более подробзи!.
лпительные упрощения задачи вклю(1акзт в гсоя ирсдположс о наличш! туроулептного режима течения ь пограничном слое пзтеутстьнв осеьых течений вблизи оси вращении н на периферии, ' ываемых перетеканием пограничного слоя с олного диска из ''УГО1!. 4:::"::Приведе«1 выражение лля меспшго числа Пуссельта ".и,, полу- "" Ое аналитически в работе (181 При !ечеиии погранично!о слоя ,'центра к периферии 1,1Ж1 1-.(ЗЙРЗ Рг« «(Йс ' !««1 -.1 27)Ь Р«" '(11«! З10! (1;- 1,71«РС "'~ (1 "!«!1«7 !«гз '1 (пе«11«!) )7! =..-.а)з«',у; (з г ---««-*7««"",з7 з'-'; Пг„: — згзздз,у", Ееы Й«местный 1)здиус и радиус ОЙОЛВ :: Выражение лля оср!лненногс«по 1К«верхпости топ«1«зоба«енз чис- НУ!'СЕ,1Ь !В ИЗП'С! ВИД (Чи ..
0 02«3ОПВ ! Р,! ь.кз 11, И1!Ь(1«е' ! «! .;„,-"„„. 001.) .' При Рг=0,72 и значениях параметра с!г,'!7еэ=-0 —:04 эти ззви'Мпстн с по! рсш!шстью, ие превышающей 0.7 "~,, могут быть за. " 'еаиы так; ~чи,,=-0,0254 П«г«з! '.Ч!Ц=0,0195бгкз. Следует Отмст1ПЬ. 0 в раосмОтреииом случае польемная сила, действу«оптин на ИО !од!и!1ппя!! слОЙ, Возникает ь силу п)зииудитсльиОСО ззланнОГО врз 'Фиия стенок канала. ~".;;.Диалогичны«1 образом в работе )18) получены зависимости для ':чета локальных коэффициентов теплоотлачи иа диске, а также ныс потери к п. д. турбины могут достигать 1--2)', !54! Однако относить этн погори на счет процессов, про>юходящих ссибст>цгнно г ступе!ы! с охлаждаюиы!мн лоиаткамп, молсно только условно Прн определении Оптимальной степени нзгружс>ииости охлаж лаемой ступеш! >уронны и процессе проекхнрояаиня можно учесть !так и делают! дополнительную работу, затрачиваемую из сжатие В компрессоре возДуха, Отбирасмого нз охлаждение.
Это може! привести к уяелнченя!о диаметра ступени для достижения трсбус мого жшчення окружной скорости при сохранении неизменной частоты вращения, а к. и, д. Гурбины В э!их условиям будет опрсделя>ься, как обычно, гидравлическим совершенством пр«гочиои час. ти ступени п к;!Исмзгикой потока В исй. Потери, обусгн>нс!Сн>11!с" затратои дополнительной работы на сжз)не Охлажлаюи>шо воздуха, скорее относятся к и!псрям термо лпизь!п нск«го цикла >азотурбшпшго гиьнсз>слн >ак ьзк О>н) проняли!Отси В уху>мпенни уделы1ыс нд!и!чс тров гззогс0«ни)юГ«двн ГЬ)СЛ51.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
