Принцип действия и классификация турбинных ступеней., страница 6

За выходными кромками (в зазоре за решеткой) неравномерность поля давлений уменьшается сравнительно быстро; пограничные слои, сходящие с вогнутой и выпуклой сторон каждого профиля, а также вихревые зоны за выходными кромками образуют так называемые аэродинамические следы. Последние на относительно небольшом расстоянии за решеткой смыкаются и захватывают весь поток. Далее поле скорос­тей продолжает выравниваться. При достаточно больших осевых зазо­рах поток на входе в последующую ступень можно в ряде случаев считать практически равномерным. Однако с точки зрения возмущающих сил, связанных с неравномерностью, такое заключение не всегда воз­можно.

3.2. Поток в решетках облопачивания в абсолютном и

относительном движении

Выше, рассматривая течение в межлопаточном канале, мы не кон­кретизировали условия на входе в него, сказав лишь, что направление и скорость потока на входе в решетку обеспечиваются сопловым аппа­ратом. Это не совсем строго, ибо решетка, помещенная в поток, ме­няет поле скоростей не только за своими выходными кромками, но  и вверх по потоку перед входными кромками. Это влияние решетки на те­чение перед собой распространяется приблизительно на 1 шаг решетки . При рассмот­рении обтекания решеток турбинных лопаток предположим вначале, как и раньше, что поток, натекающий на решетку - равномерный.

Учитывая, что рабочая решетка движется по отношению к сопло­вой, мы будем рассматривать течение в турбинной ступени в неподвижной системе координат, связанной, например, с соплами, как аб­солютное (скорость потока в абсолютном движении будем обозначать – С); течение в подвижной системе координат, связанной с рабочими лопатками, как относительное (скорость потока в относительном движении будем обозначать – W).

При однородном потоке на входе в решетку он будет установив­шимся в абсолютном движении для соплового венца, а в относительном движении - для движущегося венца рабочих лопаток.

Для проверки нашего предположения о равномерности потока  на входе в решетку рассмотрим, как меняются параметры потока, напри­мер, за рабочими лопатками в абсолютной системе координат. Если учесть сказанное выше об окружной неравномерности потока в межлопаточном канале и за его пределами, то изменение во времени давле­ния, измеренного за рабочими лопатками и в межлопаточных каналах датчиками, неподвижно установленными в произвольных точках, можно представить следующим графиком (рис.10).

Рис.10. Изменение во времени давления в межлопаточных каналах (абсолютное движение):

1 - неподвижный датчик давления, 2 - произ­вольное сечение канала, 3 - плоскость выходных кромок рабочих ло­паток, 4 - неподвижный датчик давления, 1/n - время, за которое ротор сделает один оборот, и лопатка с точкой (а) на вогнутой сто­роне снова окажется напротив датчика

Число пиков давления, отмеченных датчиком за один оборот ротора, очевидно равно числу рабочих лопаток . Абсолютная величина пи­ков давления в точках а; а'; а" и т.д. может быть различной (например, при неравенстве шага рабочих лопаток).

Совершенно аналогичная картина изменения давления может быть получена для сопловых лопаток в относительном движении, если из­мерять давление в зазоре за соплами подвижным датчиком, установленным на входной кромке одной из рабочих лопаток,  вращающихся вместе с ротором. В этом случае число пиков давления за время одного оборота ротора очевидно равно числу сопловых лопаток .