Назначение схемы и области применения лопаточных машин. Основные параметры, характеризующие работу ЛМ. Основное уравнение турбомашин. Уравнение Эйлера для турбомашин. Схема и принцип действия ступени осевого компрессора. Характеристика ступени осевой турбины, страница 5

Назначение входного направляющего аппарата состоит в том, чтобы:

– снизить пульсации потока;

– обеспечить равномерное поле параметров и необходимую закрутку потока на входе в первое рабочее колесо. ВНА – единственный венец в компрессоре, который имеет конфузорный канал.

ЛЕКЦИЯ №9

Число М характеризует уровень сжимаемости потока

В случае когда уровень  допустимый, сохраняя величину и направление этого вектора, можно при наличии ВНА увеличить окружную скорость, причем, не входя в сверхзвуковые режимы.

Термодинамическая степень реактивности ступени

.

Кинематическая степень реактивности

.

Геометрические параметры решетки профилей компрессорной ступени.

При проектировании чаще всего задаются средней линией профиля, также задают координаты линии «спинки», «корытца» и центров окружностей «носка» и «хвостика». Форма профиля может быть дугой окружности, параболой, гиперболой и др.

 – шаг решетки,

где z – количество лопаток.

 – угол кривизны профиля.

 – диаметр минимальной окружности, вписанной в проходное сечение, – минимальный проходной диаметр.

Для турбинной ступени параметры будут теми же.

Схема и принцип действия турбинной ступени.

В СА потенциальная энергия переходит частично в кинетическую за счет конфузорного канала, также он обеспечивает необходимый угол натекания потока на РК.

В РК осуществляется отбор энергии от рабочего тела и передача ее посредством вала на компрессор.

.

.

Примем , тогда

,

.

Следовательно .

Запишем уравнение теплосодержания в относительном движении

, , .

Т.к. сечение канала конфузорное, из уравнения расхода получим

, .

Учитывая данное соотношение, температура по статическим параметрам должна уменьшаться, .

КПД турбины рассматривались выше. (см. лекция №5).

Решетки профилей ступени турбины.

Основные параметры, характеризующие работу турбины.

Геометрические параметры:

 – средний диаметр проходного сечения.

 – относительный втулочный диаметр.

 – относительная высота лопатки.

Кинематические параметры:

 – средняя окружная скорость;

 – коэффициент расходной составляющей скорости;

 – степень понижения давления в ступени турбины.

.

КПД турбины рассматривались выше. (см. лекция №5).

ЛЕКЦИЯ №11

Условие совместной работы элементов ступени, расположенных на различных радиусах.

Процессы согласования отдельных сечений решеток профилей, расположенных на различных радиусах, являются чрезвычайно важными в процессе проектирования. Форма лопатки на различных радиусах должна отвечать заданным треугольникам скоростей, и все сечения по высоте должны работать согласовано. Для того, чтобы построить лопатку, примем следующие допущения:

1. поток осесимметричный (параметры потока на одинаковых радиусах неизменны);

2. поверхности тока – цилиндрические, т.е. .

Выделим элементарный объем рабочего тела и рассмотрим его.

,

,

,

,

 – уравнение радиального равновесия (простейший вид уравнения движения в проекции на радиальное направление или проекция равновесия центробежных сил и сил давления на радиальное направление).

Запишем уравнение Бернулли для следующего случая

,

где i – номер сечения участка между лопатками.

Для данного процесса приравняем уравнение Бернулли и уравнение теплосодержания

,

, .

Если принять, что течение протекает по политропе, то

 ,

.

Все классические законы профилирования предполагают, что работа по радиусу не меняется , тогда .

 – связь окружной и осевой составляющих скорости при постоянной работе .

Тогда для решения данной задачи задаются законами  или , например

 – закон свободного вихря;

 – закон движения твердого тела;

 – комбинированный закон.

Ступень, спроектированная по закону свободного вихря

(по закону постоянства циркуляции по радиусу).

Запишем выражение для циркуляции

, , .

В этом случае отсутствует трение между слоями жидкости, что приводит к уменьшению потерь.