Главная  Промышленность 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162

Таблица 5

Чистота поверхности лопаток

Способ обработки поверхности лопатки

(способ получения)

Лопатки грубого литья

Шлифованные лопатки, поврежденные коррозией

Точное литье

Строгание

Средняя высота неровностей

100-250-10-

(Юн-ЗО) . 10-3

(20--30) .10-3

(20-V-40) . 10-3

Обозначение класса чистоты поверхности

V4-V5

Способ обработки поверхности лопатки

(способ получения)

Точение

фрезерование

по копиру (отделочное)

Шлифование

Отделка протягиванием

Средняя высота неровностей

(lO-i-20) -10-3

(lO-f-32) . 10-3

(10-г6,3) -10-3

(6,3-3,2) -10-3

Обозначение класса чистоты поверхности

V5H-V6

V6-i-V8

V7-i-V8

Обобщение многочисленных опытных данных показывает, что коэффициент кромочных потерь зависит от относительного шага t и толщины выходной кромки бкр и может быть определен по формуле

k&,cp = 0,01 + 0,088

= 0,2




Если пользоваться значениями коэффициентов кромочных потерь 1ъкр по атласу и пересчитывать их для решеток с другой толщиной выходной кромки бкрь то коэффициент профильных потерь решетки с новой толщиной выходной кромки равен

+ 0,088

Одной из важнейших геометрических характеристик решетки является относительный шаг t =-j-, где / - хорда лопатки.

При изменении шага меняются распределение скоростей па профилю и соответственно структура пограничных слоев, потери на трение, а также кромочные потери.

Так, например, увеличение шага приводит к уменьшению доли кромочных потерь, но вызывает смещение точки минимума давлений на спинке профиля против потока, что увеличивает потери на трение.

Величина оптимального шага зависит от различных режимных параметров и в первую очередь от углов входа и выхода потока, чисел НеиМ.

Для решеток турбин и направляющих аппаратов, рассчитанных на числа М < 0,3 0,4, при расчетных углах входа оптимальная величина относительного шага в зависимости от угла выхода может быть выбрана по кривым, которые построены на основании обработки многочисленных опытных данных (рис. 20).

Большое влияние оказывает относительный размах лопаток /г, от которого прямо пропорционально зависит коэффициент концевых потерь. При сильном сужении меридионального сечения канала может произойти смыкание вторичных течений и значительное увеличение концевых потерь.

Многочисленные эксперименты, проведенные на паровых и газовых турбинах и компрессорах, показывают, что смыкание вто-ричных течений происходит при /imm = 0,4 (для реактивных решеток) и /imin = 1 (для решеток активного типа), hmm = 2 (для диффузорных компрессорных решеток) [22, 49].

Однако чрезмерное увеличение размаха (уменьшение хорды лопатки) приводит к уменьшению числа Re и, как следствие этого, к увеличению коэффициентов потерь. Имеющиеся в атласах данные позволяют достаточно обоснованно подойти к выбору оп-60

Рис. 20. Зависимость величины оптимального относительного шага от угла выхода для решеток турбин и направляющих аппаратов:

/ - для реактивных решеток; 2 - для активных решеток



тимальной (с точки зрения потерь) относительной высоты лопатки.

Для приближенной оценки влияния относительной высоты лопатки на концевые потери для активных и реактивных решеток в зависимости от угла поворота потока можно пользоваться графиком (рис. 21).

В том случае, когда опытных данных недостаточно, можно воспользоваться для определения коэффициентов потерь расчетными полуэмпирическими зависимостями, полученными иа основе теоретических предпосылок и экспериментальных данных по исследованию пограничного слоя [22, 49].

Для расчета пограничного слоя на профиле решетки необходимо определить распределение скоростей невязкой жидкости w = w{s). Для определения w{s) следует решить прямую задачу теории решеток в потоке невязкой жидкости. Затем производится расчет пограничного слоя, причем обратное влияние пограничного слоя на распределение скорости внешнего потока при реальных-числах Re и безотрывочном обтекании обычно не учитывается, так как толщина вытеснения очень мала. Пограничный слой в реальных решетках можно считать полностью турбулентным. Такое допущение несколько упрощает расчеты, так как не приходится определять точку или область перехода ламинарного слоя в турбулентный.

В то же время расчеты всего слоя, как турбулентного, всегда дают завышенные и, следовательно, более надежные значения коэффициентов потерь в решетках [22, 49].

Р1нтегрируя уравнение импульсов для несжимаемой жидкости


Рис. 21. Зависимость коэффициента концевых потерь от относительной высоты лопаток (при оптимальном шаге и угле входа)

и задаваясь полузмпирической функцией 1тр = ЛЯе , можно получить следующую приближенную формулу для определения коэффициента потерь на трение [22, 49]:

0,072

f s

Wcnu

3,09

где Re =

WcnuH

2s b

sin Pa

sin Pa -

t sin(Pi-fp,) s sinPi

t sin (Pi + Pa)

s sin Pi

3.09



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162