6 (Техническая газодинамика Дейч М.Е), страница 8

павия, 12 — колодильяик, И вЂ” дополннтельиыа кочпрессор: 16 †филь, 16 †глушите, 17 †сте испытания плевенов, вжектоРов н т п, !6 в эжектоР, И-баллоны, 26 и 21 — бгильтР н влвгоотделнтель Принципиальная схема воздушного экспериментачьного стендз для исследования проточных частей турбин и компрессоров вред. ставлена на рис 10 ! 620 Воздух сжимается компрессором 2 и, проходя через ресивер 8, очищается в фнлипре 4 В случае необходимости температура воз «уха может быть поднята в воздухаподопревателе б Это особенна важно прн достиукенни в исследуемой решетке больших скоростей, когжа температура воздуха резко падает, что вызывает конденсацию водяных паров, всегда находящихся в воздухе Очищенным и подогретым воздухом питаются экспериментальные установки для наследования плоских неподвижных решеток б и для исследования кольцевых неподвижных решеток 7, вовдупиая зиапериментальная лурбнпа 8, установка, работающая на принципе взвешивания реактивных усилий 10, аэродинамическая труба 11 с оптическими приборами 12 и блок 17 длл иапытаний эжекторов, патрубков, клапанов и т п Кольцевая аэродинамическая пруба 7 спроектирована так, что, помимо пнезмометричесиих измерений, позволяет измерять крутящий момент н осевое усилие на исследуемой решетке Аналогичко апроектнроза~на и воздушная экспериментальная турбина 8 с глдра~злнческим или индукционным тормозам 9 Аэрадинам~ичеакан труба является необходимым элементом стенда и предназпачаегся дчл тарпровочных испытаний различных измерительных приборов и необходимых методических работ На плоской установке б или аэродинамичеакой трубе 11 проводятся зтссперименты с применением оптической аппаратуры 12 Стенд может работать как по открытой, так и по замкнутой схеме Замкнутая схема, являясь более сложной, дает, однако, возможность незавн.

симаго изменения чисел М и Ке, т е позволяет раздельно исследовать влияния сжимаемасти и вязкости Для поста~нонки ряда экспериментов это требование является ооновным При использовании открытой схемы воздух выбрасьвается в атмосферу через глушитель !б При работе по замкнутой схеме воздух через охладитель 13 подается во всасывающую линию компрессора -Для создания в замкцугом контуре стенда повышенного давления и возмещения утечек через неплоткасти н уплотнения необходим дополнительный компрессор 14 с давлением, превышающим максимальное давление во всасывающем патрубке основного компрессора Если компрессор 14 имеет достаточные степень сжатия и ЦРОИЗВаДИтЕЛЬНОСтгь та ДЛЯ РЯДа РЕЖИМОВ ВМЕСТО Оавапиата КОМ прессора 2 могут быть использованы компрессор 14 и эжектор 18, питающие экспериментальные установки воздухом пониженного давления В случае необходимости проведения эксперимента, требующего больших секундных расходов и высоких скоростей, может бытьприменена баллзнная схема, состоящая из компреосора 14 и группы баллонов 19 В течение определенного времени баллоны 19 наполняются компрессором 14 через фильтр 20 и влагоотделитель 21 Затем воздух из баллонов через регулирующие вентили направляется л экспериментальную установку Так как при работе давлевие в баллонах будет падать, то для поддержания постоянного режима эксперименталиной !станапки необходимо использование автоматичеоки управллемых вентилей Кратковременность действия— основной недостаток балловной охемы Метсшика эксперимента на воздухе при темпарапурах порядка б21 50 !ОО'С значителнно проще, челл на паре при температурах 250 †3' С Это определило шпрокое применение воздуха в лабораторных исследованиях проточных частей пурбомашин Однако ряд задач, связанных с длительной работой экспери.

ментачьных установок с бальшнчи секундными расходами и при большпх скоростях, требует чрезвычайно мощных и оромоздких компрессорных установок Рабаты, связанные с исследованием последних ступеней копденсационных паровых турбин, могут проводиться нз воздухе только частично, а ряд вопросов вообще не может быть решен на воздушном стенде Оптимальныч решением, дающим нанбольшлю возможность ведения различных наследований проточных частей турбин с минимальной затратой времени и средств, является использование ком билщраванного параваздушного стенда, принципиальная схема котараго приведена на рпс 10-2 Большинство установок такого стенда может работать кзк на паре, так и на воздухе, что позволяет выбирать оптимальный для данного эксперимента нид рабочего тела Вочдуплный конпур стенда- не отличается от приведенного на рис !0-1 Использование пара позволяет легко получать большие секундные расходы, большие скорости, независимо менять числа й! и Ке, обеспечивает проведение всех исследований, авива~нных с влажностью Пар через редукцнанно-охладителыную установку 29 подается к экспериченталнвым установкам слезка, проходит через ннх и направляется в основной конленсатор 2! Кпнденсат конденсанным насосом 24 падаелся в мерный бак 28, а затем в линию нозврата конденсата ТЭП Паравоздтшный стенд состоит нз установки для наследования кольцевых неподвижных решеток 7, высокооборотной одноступенчатой эксперяченлальной поеной туронны 8, двухвальной экспериментальной турбины !4, предназначенной в основноч для исследования последних ступеней, эксперичентальной турбины для исследо.

вания радиально осевых стчпечсй 20, осевого 26 и центробежного 27 экспериментальных компрессоров с паротурбиниыч приводом 28 и устаяанки для испытании плоских решеток б Прн необходичости в паровоздушном стенде могут быть исполь. заваны з,ксьторные аэродииачические трубы !8 и 79, воздушный поток в которых создается паровым эжектороч, засасывающим воздух нз атмосферы В схему стенда включен блок !7, позволяющий устанавливать для периодических напытаний различные вспомогательные детали турбин Для отсоса пара из уплотнений экапериментал»ных турбин используется вспомогательный конденсатор 28 Вакуум в конденсаторах поддерживается паровыми эжектарамн 22 Выхлопные патрубки турбин жсчательчо снабжать дроссельнычи усгройстначи, позволяющими поднимать противодавление зз рабочим колесом до 3 — 5 агп Для подавляющего большинства экспериллентов достаточно давление свежего пара 5 — 7 ага прн телпературе 250 — 350" С Редукционно-охладительная установка должна допускать питание стендов не только перегретым паром пониженных параметров, ио и влажным паром 622 йм »а к» я -» »0 м! » К' а и! йй! 1а» » я а а лл ! а ь '" а ыяз В .ам „, йь "х» а »2, а а»а м м » й»з м о » »»о о а ь е ,л,й» ю» з .~к, ",» сл 1» »и » 1» а ' а ч, й я а р 3 » О,З Ре — Раз Рот К = — —, ч Р.

! ' Ре Р, — рс' 2 ор о,в ОГ! о о,оо О,'-ОДЗ ОРООЗ ОГО,гг Вео !0-2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ТЕЛА ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ Основными пара~маврами рабочего тела, непосредственно измеряемыми в процессе эваперимента, являются давление и температура полного торможения, статическое давление, а также направление и величина вектора анарости При исследовании нестацнонарных явлений измеряются частота, амплитуда и форма изменения тех же параметров во времени Для измерения давлений в газовых потоках применяются различные насадки Размеры наслелуечых решеток обычно невелики, особенно при испытаниях па больших скоростях Следовательно, размеры насадка должны быть чнничальнычи, чтобы не вроиаходило ощутвмаго искажения исследуемого поля Значительная неравномерность потока за решеткой также заставляет предельно уменьшать размеры приечинка н менять его конструкцию в отличие от широко известных на~саянов, применяемых для измерения в относительно равно мерных потоках Рассмотрим некоторые конструкции насалков Давление полного торможения измеряется насадками, схематически изображенными на рис 1О 3 Совершенства насадка характеризуется безразчерными коэффициентами где К вЂ” коэффициент, характеризующий чувствительность насад- ка К изменению угла атаки, у — коэффициент, характеризующий Р, начество приемника, ре — действительное давление полного тормо- женил при угле атаки б =-О, раь — иэчсряемае давление торможения при данном О.р О, ре — измеряемое давление торможения при 0=0 Экспериментально установлеао, что прн Ь=О коэффнциспт Ре примерно одинаков для всех приведенных ьа рнс !О 3 форм носика насадка и близок к единице Величина К существенно зависит Ре от формы носика, что иллюстрируетсч характеристиками на рнс 10 3 Для измерения давления торможения вблизи стенок, где имеются значительные градиенты рз, поименяются леикронасадки Для изме- рений в ограниченных областях, напричер в зазорах между направ- ляющими и рабочим аппаратами, применяются насадки типов ео и е.

Насадок д более пригоден при малых скоростях и отличается от насадка е только меньшеи жесткостью Для измерения статического давления применяются насадки, схемы и характеристики которых приведены на рис 10 4 Измере- ние статического давления представляет трудности из за необхо- димости более строгой ориентировки осн насадка по нацравлению вектора скорости потока Чувствительность насадка к изменению угла атаки потока и ка- честно приемника статического давления характеризуются следую щвчи безразмернымн коэффициентами — Р— Рч р,-р — рс' 2 где р — давление, показываемое прибором при данном угле атаки; о р — статическое давление невозмущенного потока, р„— измеряемое давление при д =-О Рис 10 3 Насадки для измерения давления торможения о — з — форин зрнемззкоз з результаты тзрзрозкз. Для измерения статического давления в потоках дозвуково й скорости удовлетворительные результаты дает насадок типа б Насалок состоит из трубки со сферическим носиком, диачетром с! =-0,9 — 1,2 мм с двумя приемными отверстиями диачетром = 0,2 — 0,3 мм.

Измерения в зазорах и других труднодоступных П) (Зеэ)0 ~~|акййй~ йй б/ г,! У,р 2 1 — й — 1Л, + 0,0 0,0 '0 й — 1 Х вЂ”вЂ” /г -(- 1 00 00 1 [АМ'! — 2 (й — 1))' — ' а+! тз (й + 1)ь — ! М~ — Г 627 Рис. !0-4. Насадки для измерения статического давления в потоке,', л в — фермм прлемллмое н результаты тарнролмл. местах иногда требуют применения насадков типов в, з и д, отли. чающихся большей жесткостью, меньшими линейными размерами, но и худшими характеристиками. Лля измерений статвческого давления при сверхзвуковых скоростях прнменяетсв насадок а, имеющий благоприятную характеристику.

Независимо от конструкции насадка приемные отверстия его удобно располагагь на оси вращения. При обтекании насадка полного торможения сверхзвуковым потоком перед носиком образуется криволинейный скачок Предполагая, 'шо нейтральная линна тока пересекает элемент прямого скачка, Рис. !О.Б. Криволинейный скачок перед носиком насадка полного давления. можно использовать уже известные урзвиения для определения дав. лепна полного торможения, если известны безразмерная скорость набегающего патока М, и статическое давление Р, (рнс. 10-5). В условиях эксперйментв обьыно удается измерить Р, и давление тоРможениЯ за скачком Рмь С поыощью УРавнений пРЯмого скачка нетРУдно найти сввзь междУ Рее!Рл и Р„'Р, и окончательно Р1 Рт Р| получить зависимость для — = — —, позволяющую определить Рю Рое Рл М, (или Х,): Вместо непосредственных расчетов по этой формуле удобно пользоваться таблицами функций прямого скачка или диапраммой скачков.

Лля измерения направления вектора скорости в газовом потоке применяются разнообразные конструкции угломерных насадкою сферические, цилиндрические, трубчатые и клиновые. Наиболее удобными являются трубчатый и клиновой угломерные насадки (рис. 1О-б). Сферические и цилиндрические насадки не могут быть Рекомендованы,из-зз сложности изготовлений, тзрнровня и значи.