5 (Техническая газодинамика Дейч М.Е), страница 10

Важным следует считать обнаруженное в опытах Н. А. Скнаря влияние числа Рейнольдса, с возрастанием которого интенсивность увеличения ~„, в околозвуковой зоне снижается. Эти данные относятся к малой степени турбулентности потока'. При искусственной турбулизации потока также наблюдается уменьшение степени возрастания потерь (М,) М,,). Влияние формы спинки в косом срезе на потери в решетке показано на рнс. 8-44,б. Потер~и в решетке ТС-2А интенсивно возрастают при Мз>0,85, что обусловлено большой кривизной спинки. Для решетки ТС-2Б, профили которой имеют в косом срезе меньшую кривизну, рост потерь наблюдается только при М,~ 1,05 —:1,1. Выполнение опинки профиля вогнутой в косом срезе позволяет область кризисного возрастания потерь сместить в зону еше ббльшнх чисел Мз.

При изучении влияния сжимаемости на характеристики решеток следует учитывать толщину и форму вы. ходной кромки. Показанные на рис. 8-44,в ~результаты опытов подтверждают влияние этих параметров на зависян и ость „"пр (Мз) . а> е/ ей яез га гее г.гав Рлс. 844. Влияние числа М, иа профильные потери в реактивной решетне. а †п памепевпн отпссвтельвпго шага г; 6 в прв вамепепвв формы сппнлв прпфплв в кОсом срезе; е — прв «змененвв тплщвпы в форты зылопвпа крома п. г Влияние степени турбулентности на характеристики реактивных решеток при околозвуковых скоростях объясняет несовпадение кри вых 4 =1(Ма), получаемых иа разных трубах, имеющих различную пр турбулентность. При низкой турбулентности переход через скорость звука сопровождается резким возрастанием профильных потерь, так как скачки в местной сверхзвуковой зоне иа спинке приводят к отрыву ламинарного пограничного слоя.

При высокой турбулеитпости пограничный слой в сверхзвуковой зоне турбулентный и отрыва, как правило, ие возникает или он смещается по потоку. 827 При сверхкритических перепадах давлений в решетке в зоне узкого сечения межлопаточного канала ' уста~навливается критическая скорость. За выходной кромкой давление, ниже критического; поэтому при обтекании кромки (точки А, ~рис. 8-45) давленчче падает — в косом срезе канала распространяется волна разрежения АВС. Необходимо подчеркнуть, что интенсивность волны АВС определяется закромочным давлением, а не давле,нием на бесконечности за решеткой, В первично~й и отраженных от спинки профиля волнах разрежения поток перерасширяется; статическое давление на спинке профиля за волной АВС будет более н~изкнм, чем на бесконечности за решеткой.

Дальнейшее,развипие спектра зависит от структуры потока за выходной кромкой и степени перерасширения потока в волне АВС. Граничные струйки газа, сходящие с вогнутой и выпуклой поверхностей профиля, сближаюгся и на некотором расстоянии за кромкой резко поворачиваются. На границах начального участка юромочного следа вози~икает система скачков и волн уплотнения, сливающихся в косые скачки ГС и ВН.

Перерасширение потока в первичной и ограженньах волнах разрежения частично «исправляется» первичныч скачком РС. Скачок, взаимодействуя с пограничным слоем на спинке профиля в косом срезе, отражается и вновь попадает на кромочный след. В зависимости от среднего значения числа М в этом сечении юромочного следа отражвииый скачок РС либо пересекает кромочный след (Мнр>)), либо отражается от его границы. Таким образом, поток, движущийся в косом срезе, последовательно проходит через первичную и отраженные волны разрежения, первичный и отраженный скачки'. Поведение граничных линий тока при сходе с кромками (со стороны спинки профиля) существенно зависит от соотношения давлений в точке О и за выходной кромкой, Если давление в точке О более высокое, чем за кром- Поверхность перехода приближенно совпадает с узким сечением канала.

В действительности вследствие неравномерности потока в канале и влияния вязкости поверхность перехода имеет некоторую кРивизну и смещается против потока, з Интенсивность первичного и отраженного скачков переменив вдоль фронта, так как они распространяются в неравномерном потоке и взаимодействуют с волнами разрежения. рнс, 8.45. Схемы истечения газа из направляющей решетки прн сверхзвуковых скоростях. 528 529 кой, то в точке О образуется волна разрежения и обтекание кромки улучшается, Линия тока сходит с профиля не в точке В, а в точке Е.

Волна разрежения Ш.гцг замыкается системой слабых скачков уплотнения, сливающихся в криволинейный скачок ГН. Система скачков РС и ГН образует хвостовую ударную волну профиля. Если давление вблизи точки 0 будет ниже давления за кромкой, то скачок образуется в точке О. В этом слу«ае кромочный след оказывается более размытым В некоторых случаях скачок располагается выше по потоку относительно точки В. Перерасширение потока в волнах разрежения, интенсивность кромочных окачков ГС и ГН, а также нх положение определяются кривизной спинки профиля в косом срезе и толщиной и формой выходной кромки.

Так, при уменьшении кривизны спинки перерасширенне потока уменьшается и, следовательно, снижается интенсивность скачков Заданием спинке профиля в косом срезе обратной кривизны можно перерасширение потока свести к минимуму; кромочные скачки в этом случае будут ослаблены. При пересечении оистемьз волн ~разрежения и косых скачков отдельные линии тока многократно и различно деформируются, причем при е <ег средний угол выхода потока увеличивается по сравнению с дозвуковым режимом: поток отклоняется в косом срезе. С увеличением агерепада давлений меняется спектр потока в косом срезе канала и за решеткой; изменяются интенсивность и характер расположения волн разрежения и скачков уплотнения. Увеличиваются протяженность и интенсивность первичной волны разрежения Углы первичного, отраженного и иромочного скачков уменьшаются, и точка падения косого скачка ГС на спинку профиля (точка С) смещается по потоку.

В соответствии с этим меняется и характер деформации отдельных линий тока. Однако интенсивность скачков возрастает только до определенного значения числа Мз, зависящего от геометрических параметров решетки. Расширение потока в косом срезе решетки заканчивается при отношении давлений ез=е,. Точное определение значения е. затруднительно, однако можно считать предельным такай режим, при котором первичный ска- рис 3.46. Спектры течении воздуха через реактивную решетну с сугкивазнииннсн каналаын нрн оквюзвуковых н сверхзвуковых скоростзх Относительный шаг г'=0,543; выходной угол профили 15'бх'; а — . = о,зв, в —, = о.ззо, з —, = о,зж г — = о Жь ° В ° ° ! с ° ес е ° ° ° ° ° ° 1 ° 1 ° ° е Ф" ° ° ° В ° 1, ° ° ° ° ° ° ° ю ° ° с с е ° ° В ° ! ° $ ' ° ЭЭЭ; 3 3 ° !э 1' ° ° ° ° ' 1' 1 3'Э ° Е ° 3 ° - С ° Я ° 1 ° с ° ° ° ° ' 3 ° ° 1 ° с ° 3' 1 ° ° ю ' ° С В ° 3 1 ° 1 ° ° е ! 1 ° 1 ° ' ° ' ° ° 1 ° С'В 3 ° ° 1 ° ° ° 1 ° ' < ! ° И ' ' ° ° ° ° 1 Э ° ° ° е ° 3 ° ° с, : ° е с .

° ПП1И!П1ИИИИИ ПП1И1П!ИИ1ИИ И11ППШИИИИа „Ю11ПЙП1%ИИИИ 'УщдещЩИИИИ ' м1вййМВФИЙИ ПППИЕБМПЙИ ПШ1И1ЙИйй~ ° ° ° 3 ° 1 ° ! ° И ° ° В ' Э 3 ° ° ' ° 3 И 3 ° ! ° ' 1 1 ° ! ' ° ° $1 ! И1ИИИЙИЕЩЯИИ ° ИИИИИИЫИНИ ° ИИННИИМИ И1ИИИИИИИВИИИВ ° ИИИИИИИИИИФ» ° ИИИИИИИИИ~$ И1ИИИИИИИИИКЮ4. ИНИИИИИВИИИ ° ИИИИИИИИИИИИ ° ИИИИИИИИИИИЙ 1 ° ° ° В" И ° 1 3 ° ° ° ° ' 3 ° 1 ° 1 1 ° ' ° Ф ° ° ° Ф ! ° ° Кривые коэффициентов потерь (рис, 8-50) показы иают, что течение в решетках с расширяюшимнся каналами сопровождается резким увеличением потерь при Рис. 8.49 Спектры потока в решетках с расширяющимяся каналами а — е,= 0,4; б — е, =0,3; н — е,= 0,2, положение и интенсивность зависят от режима еа и геометрического параметра ~= =' (рнс.

8-53). По мере Рт а, г о„вн уменьшения ва скачки перемешаются к выходному сечению канала. На расчетном режиме, определяемом по отношению ), образуются только кромочные скачки. Характер изменения спектров течения в межлопаточных каналах решетки можно проследить по фотографиям на рис. 8-49. б! Рис. 0-00. Характеристики решеток с расширяющимися каналами. н — вв ~евенне тн„в вавнсвнаетн от в„н П б — вввненноетн тена выхоав нотона от е, в Ь отклонениях режима от расчетного. Изменение коэффициента потерь оказывается тем значительнее, чем больше геометрический параметр ), т.