Копелев С.З., С.В.Гуров - Тепловое состояние элементов конструкции авиационных двигателей (1014175), страница 4
Текст из файла (страница 4)
ТО ИХ Н УЧПТЫВЗ!ОТ ПРИ ОП!МДЕ1ЕНИИ УЛС.ТЬН«й 1Я>П НЛЧ удельной >цнии!юы! и улельиого р»чехо!!я топлива Прн этом припих!зстся В«внимание, 'пО Охлажлз1ощнй Воздух, сбрасываемый н ирса« и )ю !асть гурсип!ы, во)вращает каку«>"го >эсть работы, затрачсии«!1 нз >чо с>)Итие, и ш"пользуется и ступсш!х турбины, Глс:1укици» за рассчатрпвасмой >жлзждаечой ступенью. Взп>янис рассматриваемых потерь на основные улсльиыс параметрь> Газе)туроищюго дзига гс:.!я для различим» его с.сем булл различи«с 1ак, паирнм р, пере;юс места «гбора 1'ч воздуха, 1!Луп!его па >хз!Вждснис )урбпны. с промежут«ччой ступени компрсссорз прн лавлеа!Нн !)и,а= — 1,О»!!!5! эа компРс сс«Р, >лс,'савление 0,,==2,0 >Ч!1з, Уменьшает тягу двигателя ГО степенью дзухкснмурпосги а! 1,0 и >!»=- =- ! 000 !х из 0,2;) ')>>, 2.2.3.
Затрата дополнительной работы на прокачку охлаждающего воздуха Потери иа прокачку охлзжлзкнцего воэлухз обусловлены затратой работы на разгон этом воздуха до окружной скорости, соотпетствукнцей месту вьиода его пз рабочей лопатки. Они прямо пропорцнщ>альиы кналрат) этой скорости и сскуидмому ра:ходу Возду»а, Поэтому ступени турбины, у рабочих лопаток которых про. обладает радиальное течение охлаждающего Воздуха и Выпуск его Осуществляется из Верхне, О торца, будут им>мь и«гери нз прокачку. прн проч!х равных уел«нщх, ианоолы!ше, Олнако у така» ступеней пекотору>о часть потерь нэ прокачку можно компе!жировать путем уменьшения обычно имеющих место пот~рь в радиальном зазоре между рабочей лопаткой и наружным обволом.
Так, при выпуске охлаждающего воздуха из перифсрий шго торца рабочих чопаток, не имевших верхнего бандажа, в количестве ж2"1ч от всхода газа к, п. д. испытанной ступени турбины снизился всего нц>ь на О,бсх>, в то Время как потери мощности только нз прокачвоздуха'через внутренние каналы лопатки состашслп бы 1,6>!з , 1!.Прн выпуске охлаждающего воздуха через выходную кромку ,,''пяток потери иа прока>ку так же могу~ быть частнчмо скомпсн, 'сэроааи!! Воъюиым реактивным эффектом этого воздуха, однако "личина этан компснсчиии, как правило, чрезвычайно мала н при 'носит!:>ьио болыпом гидравлическом сопротивлении внутренавх :днз.!ОВ, характерном для интенсивно Охлаждаемы с лопаток, моет им~ть лажс О)рицатсльнг>е значение Это будет озиачать, что ' хла)к.тающий поэлу» !Ге т«лыс~ нс создает положительный эфс!>ект ' еактиш!ОГО Выпуска, но и как бы тормозит колесо У рабочих лопаток конвектпвно-ззг;>адпгс:>ыюГО Охляжлемпя злух, выиускзсмый нх Отзсрстнй, рзсш>ложснных на входной час- 41 профиля, созсшет реактивные силы, направленные протиз двн.
ения лопаток, н, слелователын>, еще дополнительно уменьшает 'оз!езпу!и работу турбины. 2.2 4. По!ври при смешении охлаждающего воздуха с основным потоком газа Охлажлакицпй воздух, выпускасмый в !Ошточнук> часы, турбн ; ы, смеишвзется с Основным потоком гзэа в местах выпуска его 'ч*лоиятки. в начале иля Внутри межлопа>очного канала прп за",рад!пельи«м Охлажден!ш, В осевом зазоре — ири выпуске его их елей и:!н отнсрстий В выходной кромке или вблизи ес н и ралн'"»Чьно»1 зазоре. Потери сме>пения в радиальном зазоре. как н пори нз прокачку, частично компенсируются уменьшением потерь радиальном зазоре Процесс с!Ние!шя охлзждакицего воздуха, выходя!Пего из зад»ш! кромки лопаток,;! Ос>ионного потока.
Иршюходяиц!й в осевом зоре, иепзбежн! привод!и к потере полного давленая основного ч п>кз и сн>жст и !Испить его направление, Э)ч> потеря тем больше, ,.Вм бо;>ьше рз;щ;л, скорогггей сме!Пивакицнх помжов, чем оольше ,. клонсичя 1:и >анас !Нй вдуваемого воздуха к основного потокз ч ем больц!с ! Нс)5>1 это о воздуха по отношению к основному поОкух Есз!н Выхелиз «ромка лопаток коиструктнвно Вьпшлнехчз там образ >>м, ч!«Ослажлаюший воздух Выходит пс из от ншьных х!тверст!510 з нз Гпл«цпп>й щели, и перемычю>, соелнияющис вы, 'уклу!о и Вою>утук> стенки лопатки, не выходят нз срез, и если наРав)СЧНИ51 ТСЧ> ПИК О».1а>КЛЗЮЩСГО ВОЗЛТ»а Н ОСН«%>!)ГО ПОТО«а Гаэа влада!от.
го ш>гери я ззкромочиом следе бслу). сравнительно 'йвес!Нкн Это свя.>аио н с том, что Выдув В«злу»а нэ щс';!сй н вы'пдно>Т! кромке ух>еиыпяст лшпюе сопротивление проф>!Пя и тем " мым частично кеемпеиснрует потери смешения. '!ак, прн асхо е рез щслн В ныхошюй «ромке воздуха около 2",,, «т рас)ода ш ) рез мсжлс>па'!Очные кзнзлы кромочные потер» умсч!ыцакзтся ичсри«В лвз раза по сраюгеннк) с их зизчсни!»м прн Отс)тстВИН ','течения. ;," Однако ио мере увеличения интенсивности охлаждения лопаток утем увеличения относительного расхода охлаждающего воздуха 4! растут ширина <щеда зв лопатками в рзйопе выходных кромок и шаговая неравномерность параметров в потоке за решеткой.
Это оказывает возмущак)щес действие иа последующую решетку профилей, увеличивал ш!лрав;!Ические потери в исй. Па )И1»к 2,6 п))ивелсиы результаты иси)з!Зияя стуг!»ви турбины 16). и ! которых видно, что выдув Воз !ухз и.! !а !Пей кр )мки сопло- оых лопаток в козшчсстве от 2 ло бе»а от «<' Осиовиого потока поиижает эффективный ! "'! к. и.
д, этой ступеии иа ) 4')!з. Выпуск йяя -)- †.;=„' + ! Воздуха из щелей или отверстий, распо- ложенных ио профилю охлаждземой ло- б./ф' — ! паткя, как правило. Вле»!Сл за собой иоеаг 1,, 'у» ° ! ) 5!Злсиие дополи!Ысльиых потерь при сме- руФ 1 ~ шенин с исиощ!ым потоком и рост проаз) й!,—.~ме) — + — ) фИЛЬИЫХ ПОТО))!к ТЗК КЗК ВЫЗЫВЗ<Т ПЕ)Н« ход ламинарно!о пограничного слоя В е «г у ей у )куре'уз)сити!зи, 3 и области больи)их чияад,у сел т! приводит к вззимолействшо скачка с пограничным сл<х)м и отрыву иослелис- ГО. Эти потери в сопловых лопатклх буяозд)хя яз зядией кромкк соолояых .зоязток ия эф- еут' т<'ы мсиыипе, чем меиыпс отиосительф«к«явныя я.
и д. «т)яс- иый рзсхОЛ Охла)к'ш1ощс1О ВО)дукз яя турбяяы )<с)! блик;» и вхотиюй крОчке рзспОла)3- югся к!с<) з е! О вл) ва и чем ближе направление вз) Ва к иапрзвлеишо осиовиого потока. Их влияние иа умень)и<«иие' к. п.,!. ст) ое ии значит< л! По я<иыпсс, чсм в)к';!<П)ие' зз)Г)зди. теле йоГО ох;)ал».1»иия В ))360чих 11»юзткзх. ( И5)ззио это с тем, чтО Во)д)х, и<впускаем!д!! Из «иолов!зх липам)к, учзсГвует в полезиОЙ работе ступени турбииы,:юм частично компгисируютея потери смси!сиия. К)и)м<' ГОГО Ои пе' можст сш)ХЗГь рсзктивиыЙ эффект, изправлеппый в сторону, противоположиую врапееиик) рабочих лопа)'ок 2.2.6.
Потери, обусловленные отличием формы и размеров профилей охлажлаемых лопаток от иеохлаждаемых Прп проектировании охлзжлаемых лопаток приходятся отступать от обычных аэродииамичоскп совершеииых форм профилей и ьыполиять их с у)етом требований, обуслзв,пшземых введенном охлзждшгии Псобкодпмосгь расположения внутри л<и)зток каналов для Подвода Охлаждающего Воздуха, максима.!ьпо возможное приближение этих каналов к иаруэкиой попсркиости лопатки, Осо. бсиио из ечзсткзх Входной и Выходной кромок, приводят к зом)к шо рздиусь! скруглеиия эгих кромок приходи)си делать оы)оси тельно быь!и!<з!)и, т.
с. Кромки выполнять толстыми и углы заострспю! ()гз!ы ксиша) — бе)ГИ !ними Рззз!»щя!П» витт))и лопз)ю! 5!ос<«сточного из у<':ювий»с Охм!3«к' 5!»ч!пя )!Ислз кзиаз!ОВ !П)иемлсмОГО сс !<Иия и !ро))ыы связано с нс обходимостью ув<личсиия по срзвиеипю с азродииамически совер Рл к ;ливии!!мп профилями»миезеитехзьиой т»)лщииы профиля .! Юз!ки "йкотиои!<Пия максимал иой толиеииы профиля к длине хорды) В»". )рто и;»'!В»)еит и увели'!ш!Ик) ги.!разя!Пи ски; ио:<рь и:)»0)»ип)сип)О им»юишмиси у обычи применяемых исохлаждзсмык рсиш!и 'про»)и!Г)еп, Т!)и, иэпримщ), п») дзинь)м испытания пчоских реи!»Т)» - Толщ- ! и профил Й рзб<ишх лопаток с )глями пов»)р»))з и<по<о ") ЬО !!»)) Р 1»)з! =-" )00 —: ) )1! До зна 1»пий»ш)»=»я))х/6 — 02< .' 00 ~(гяя, -- МаКСИМаЛЬИВЯ ТОЛЩЗ!ИЗ ПРОфнла; Ь вЂ” ХОРДа ПЯРО<))нти) ПРИ.
1 .Ип к увели иии)о профильных потерь иа ! Π— )ба)я по срависник) ' лона)каин, у к<)тои) !х гоя„= — 0,2Ч-0,22 )))!Ю)Плыл)зя 1»к!я з)р»к!Пизз!и!Сскз!х потерь связана с необхо - 5!м»зс)ь)о у!Оли)! )Юя иыжз<шой кромки. Во.!ес сияьиое влияние па Вз!Си»иие', '< о 1. Г) роииь) Окз)ывзет утолщение ВыхОЛПОЙ кроми)! соиловы) лоиате)к. ЭГ< иодтворждзется результатами исиытаии5 иоюуисичатои аурбииы, !и когор)и) устзиавливззн!Сь соплощ, ...РЗ<КЗ)И! ГиюзтКИ С РЗЗЛИИОЫМИ <З)т»»ЭСИ)ЕЛЫ!ЫК!И ТЮЛИОИИЗМИ ВЫОдпы'» к))ом»и» )! )1).
И»еиы~»е»з) ))р«яиз «! Пляялрич«схоа ф)рмой ярого)аой чзстз я ч«рязя вд)я~ ч»» «яч) ы»от Я 1!Л мч, шр),ккыч ззамстроч 880 мм, длиной х»~рды я, ~ '.')«! ))Ч»~)я«)«)гя як». )«зяым зз)ором мсжз, я, ядяялкиым )взором 1,0 чч оря отвесят«яш)ой ) . Ыь) яых я рабочих л»шз!»ж 0.02 )от))о)з)сяи«толи) )я:,! ш ° иш; т яз р«зи«м дязм<ор») ям«зз эффвягивяыб к и д.
0,8Ч Велич«)ии юяошошъшю тол!цязы яыходиов кромки «оолояой девятки до 0,00 вя )о " »)шя «я и» к я, д эы)б т)рбяяы до 08ео. Такое же сиижеияе я я. д геч топи яи ! яые»ля»)я крсмкя рябо)»й лоозткв иолуч«ио яри о)во«ит«ль )Я !' Это объя«яя«т«я ро«том яо)«рь )ез-зз уяелячеяя)» еаяоя )шзяя!»оч«)я») з). с ч и:; яч«)роя я то«я яз я)оде я рабочие лояяткя оря ' ЗШ» ш я я))»~ ) о~я кр з)к««оп.«яых лепя)Си <ляостзял«яяе яслячкя вот«рь и» )ы)ш.кя я ю«з«р шшок зря) ил»я соолояых яо)шток «шагом. «оогвет ) ! 1)яе«яисч кы)одной кромки «»и)яоя)зх з»~ият»)к, росли и,)ям«1 о тр», им;рю)»оо)«»и|г«ря. Поз) )«яиы«яря я«вы«зияя эпш жс лоозток яя кя» )кше)кя) б»зло)ичяы рез)лктзты яол»чсяы яря срячивтялья, я я )1р ояы зя)яя !«зя А.1-з с соозк)я)з)»~) лоязтхячи, имевшими ячц» ш з-к !)ои )»ш т) ш)яяу яыхо и об ярочки Орз лолу )яля«~ дорзбо! )го)ы зк о)воды )!) Во хоз))р)»!«««лязг~) ярофиля я»сеяток таким о»брз)оч, ° яля»к эхяилч»тяяош я«рзояя !яльяым. Этя испытания оокяззям, что умень'ве )ояо«ит«зьшя «)лшяяы яь!ходяои кромки уе с 13 о бм еяя из ', я» ч.ысичзлышм»' е)о зизшяиш я яз !«Ч яо его зяяч«яяш яз .ш же, Пользуясь илв««твой ззяясямостыо «, „= втя ~)е и»р«пяди дзьл»'ияй Ес.
и.» <о о яряяз узк»и )»«чедия м«жлооятошо»я .)язлз соалозог яйяз ''ЗЬ). в!«делип, яз«х лкк) )м»яыияля«ь кромочяы«я» ря е,, я, ко. был ) я«)зчит ся к. и. д. стузевя с учетом оерерзсяредззеиия ' ГЯЯЛОЯ ДЗЯЛСИЯЯ Ч«З.Ду «ОЯЛОяЫМя И рабочими я«и)о)ки) ',) тов» Яяя яыхоДиоб ' ю! лшш Гкя ш:«ш и,яо уя ля , я лячяло иъяш)дь узких «««яяя «оол имя о яизяря. „ь,а « я, и д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
