Часть 2 (1161646), страница 12
Текст из файла (страница 12)
В оощем случае решетУ=.Угу' ние задачи об обтекапнп ел' заданной решетки профи- Р„У лей нзозитропическим потоком газа представляет собой значительные трудности ') . Один из простых приближенных способов «7 оценки влияния сжимаемости при докрнтическпх течсимих основан на предположении, что при фиксированном угле р1 направление потока за решеткой не должно зависеть от числа М~(Мь„. Иначе говоря, зависимость рт(~~) остается такой же, как и прн обтекании данной решетки потоком несжимаемой жидкости. Такое предположение не налагает никаких ограничений на возможную трансформацию линий тока в непо- 6 а овткклнпк ркшпткп дозвуковым потоком 67 , лу 20 лу7 р 4У йв 6У лт гд ф' кУ вб 117 дг Рпс.
10.45. Зазпсизюсть козффипиента с, от Л, для диффузорной решетки, отнесенного к его значеипго в несжниаеиоя я;идкости, при постояннои значении 6~ = 30 н различных 6з Рис, 10.44, Зависимость козффиПиента потерь Г, и угла поворота А6 от числа М~ прн различных углах атаки дчя дпффузорнов решетки (з = 15', ЬД = 1,3, 0 = = 62,6'): 1 — 1 = — 2,5', 2 — 1 = = 0'; 8 — ! =+25', 4 — 1= = +5'; 5 — 1= +10' При фиксированном значении окружной составляющей скорости перед решеткой под влиянием сжпмаемости изменяется ') Буниьговпч А.
П., Святогоров А. А. Аэродпнаиические характеристики плоских коипрессорных решеток при большоп дозвуковой скорости гу Лопаточные пашины и струпные аппараты, вып. 2.— Ь1л Маши- построение, 1967. 5" средственной близости у профиля и соответственно пе позволяет оценить возможное влияние сжпмаемости па зпгору распределения давления по профилю; однако зто предположение о неизменности угла позволяет определить влияние сжпмаемости на интегральные характеристики, а именно иа величину и направление равнодействующей сил давления, приложенных к профплго в решетке. Заметим, что допущение о неизменности величины рз при изменении числа Маха набегающего потока, очевидное для густых решеток, практически выполняется, как показывагот точные расчеты п результаты зксперплч' мента при докрптпчесьих чпс/гг лах М~ ') (рггс.
10.44), и для не очень густых решеток. ~ГУ Прн неизменном направле- нии потока за решеткой влпя- ЮЕ нпе сжимаемостп на величину окружного усилия связано с изменением осевой скорости. с, 68 ГЛ. Х. ЭЛЕМЕНТЫ ГАЗОВОИ ДИНАМИКИ ПРОФИЛЕЙ величина закрутки потока Ью. = юз соз рз — ю1 соз рь пропорциональная, согласно (4), окружному усилию В . При фиксированных значениях ~~ и рз уравнение неразрывности и выражение для коэффициента окружной составляющей равнодействующей позволяют получить для изоэнтропического потока зависимость с„(Ь.~).
Результаты такого рода расчетов коэффициентов окружного усилия в диффузорной решетке, отнесенных к соответствующим значениям коэффициента с в потоке несжимаемой жидкости, приведены на рис. т0.45, подтверждают высказанные выше общие соображения и указывают на довольно существенное относительное изменение окружной составляющей равнодействующей с изменением числа Мь особенно в решетке с малым поворотом потока. Более сложен анализ влияния сжимаемости на величину осевой силы В., которая состоит, согласно (5), из двух составляющих: В„и В„. Первая составляющая Вар ь (Р! р2) Ир определяется перепадом статического давления, а вторая составляющая В = С(ю~ — 'й'р )= — СЛ~' — изменением количества движения в осевом направлении.
Влияние сжимаемостн газа на эти составляющие осевой силы противоположно. В диффузорной решетке наличие сжимаемости приводит к увеличению перепада статических давлений и, следовательно, к увеличению составляющей В,„по ее абсолютному значению. В то же время уменьшение осевой скорости за решеткой уменьшает абсолютную величину другой составляющей В, . По-разному влияет сжимаемость на составляющие осевого усилия В,„и В.
и в конфузорной решетке. На рис. $0.46 представлены зависимости коэффициентов составляющих осевого усилия, которые в рассматриваемом случае изоэнтропического потока, могут быть записаны следующим образом: с ар— йз 1 р — ь 2 % 9. ОБТЕКАНИЕ РЕШЕТКИ ДОЗВУКОВЫМ ПОТОКОМ 69 Видно, что приращение составляющей осевого усилия 1т„— другого знака и по абсолютной величине заметно превосходит соответствующее приращение другой составляющей 77„. В результате увеличение числа Маха М1 набегающего на решетку потока приводит к монотонному увеличению осевого р ррр 739' -" Я';1Ю' 4о 1лт' Рис. 10.46. Зависимость козффициентоз составляю- -~,7 щих осевого усилия с,т и с, от Л, для решеток с различными углами 6т при постоянном значении р, = Йр = 30 и 4г ЯЕ аФ П,с 41 гам с усилия (рис.
10.47). При этом эффект сжимаемости при углах выхода рт и я — рт оказывается одинаковым. Последнее связано с тем, что осевое усилие в изоэнтропическом потоке газа при фиксированном числе М1 определяется Рис. 10.47. Зависимость от Л~ козффицнента осевого усилия для диффузорвой решетки, отнесенного к его значению в несжимаемой жидкости при постоянном значении р, = 30 и различных рз ео только соотношением между площадями входного сечения струи г71 =1зш р1 и выходного ее сечения Ге =19)п рз.
Различное влияние числа М~ на окружную и осевую составляющую равнодействующей приводит к изменению направления 70 Гл, х, элементы ГАЗОВОИ динАмики НРОФплен равнодействующей по мере роста скорости набегающего на данную решетку потока (рис. 10.48). В зависимости от угла поно- са р!л -а 1 йб а Рнс. 10.48. Влнянпе сжнмаемостн на направление (а) и величину (б) равнодействующей, прнлоясенной к профилю густой днффузорной решетки прн постоЯнном значении Р! = 30 н Различных Углах йь 1)~ — Угол межДУ Равнодействуюпгей силой к осью решетки, св — козффнцкент равнодействующей силы рота потока в решетке наличие сжимаемостп может привести или к увеличению, или к уменьшению величины равнодействующей по сравнению с ее значением в потоке песжнмаемой жидкости.
Так, в диффузорной решетке с ()т( ( и/2 величина равнодействугощей должна возрастать с увеличением числа М! бу (рис. 10,47) . Результаты эксперимента, 1бгп чх проведенного А. И. Бупимовичем н 1(б Г. С. Орловой по непосредственным из- мерениям статического давления в средб,у нем сечении лопатки плоской решетки, М, целиком подтверждают этот вывод. 1гр Дб При обтекании решетки потоком не- юрб' сжимаемой жидкости при больших как з= Юб т =(б положительных, так и отрнцательных )б:" углах атаки на поверхности профиля возбб никают значительные местные разреже- ™ ния р „,.„.о что должно приводить к маРкс !040 Эксперннен- лыь! Критическим значениям числа Маха тальные завнснмостн прн обтекании данной решетки потоком М1„р Н М1нат От УГ'!а ата СжИмаЕМОГО Гана.
ИМЕННО таКой ХаРантЕР кн ' дл~, тнпнчной "нф присущ экспериментальной зависимости фузорной решетки дозе .овьь профилей М1„„(!) для типичной дпффузорной ре- шетки, приведенной па рнс. 10.49. Видно, что максимальное значение критического числа Маха равно 0,7 прн нулевом угле атаки. При != 10' оно уменьшается до 0,4., а при ! = — 10' оно составляет 0,44. 5 5, ОБтеквние Решетки дозвтковьтв| потоком 71 При М1) Мы, в межлопаточных каналах решетки образуется сверхзвуковая зона, увеличиватощаяся по мере роста числа М1 и завершаемая гораздо более сложной системой скачков, чем у единичного профиля, вследствие отражения их от соседних поверхностей (рис. $0.50) .
Соответственно наблюдается. как показывает эксперимент, быстрое увеличение коэффициента потерь Рве. 10.50. Последовательные снимки спектров обтеквния диффуворнои ре- шетки прн знвченаях числа и набегающего потока от 0,6 Ло О,? с ростом числа М~)Мыв (рис. 10.44). Сопоставляя последнее обстоятельство с описанной уже выше экспериментальной зависимостью критического числа Маха от угла атаки, приходим к ~включению, что чем больше число Маха набегающего потока, теи круче должна быть зависимость коэффициента потерь от абсолютного значения угла атаки.
Этот вывод подтверждается Результатами соответствующих экспериментальных исследова- ний, представленных на рис. $0.51. 72 Гл. х. элементы ГАЗОВОЙ динАмики пРОФилеЙ В отличие от единичного профиля, для которого скорость набегающего потока может быть сколь угодно большой, обтекание решеток дозвуковым потоком ограничено некоторым максимальным числом Маха Мы, ~ М1 „< 1,0, при котором возникает так называемое «запирание» решетки. Определим число Маха набегающего потока М1 „, при котором происходит запирание данной решетки, в предположении, йа гч х фу и~Ги йу 0,б Ду йг йр 66 11 62 15 х л„ с, = лг Рис.
10.52. Зависимость максимального значения числа Маха набегающего ва решетку потока газа от степени сужения струи в решетке Р„/Р', М1-04 Рис. 10.51. Зависимость козффициента потерь Ь от угла атаки при различных значениях числа М для диффузорной решетки (е = 27,6', ЬД = = 1,3, 6 = 62,6) что в узком сечении межлопаточного канала — горле — поток однороден и его направление не зависит от угла атаки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
