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 7

На данной диаграмме М_кр – такое число М, при котором на спинке профиля появляется скорость, равная скорости звука. В связи с этим при торможении сверхзвукового потока появляются скачки уплотнения и связанные с ними волновые потери. Таким образом профильные потери будут равны .

Вторичные потери связанны с образованием крупных вихрей в пристеночных областях (прежде всего, парных вихрей).

На маленьких лопатках эти вихри могут подходить близко друг к другу и смыкаться.

Существует также скребковый эффект, связанный с тем, что между корпусом и лопатками имеется радиальный зазор. Скребковый эффект характеризуется снятием части пограничного слоя, с чем связано вихреобразование.

Концевые потери возникают в пограничном слое вдоль тракта двигателя.

.

Характеристика изолированной ступени осевого

 компрессора.

Характеристика – это зависимость коэффициента изоэнтропического напора  и степени повышения давления , а также КПД ступени  от коэффициента скорости  при заданной частоте вращения и заданных атмосферных условиях на входе в ступень – .

 и  – мало зависят от режима.

Преобразуем решетку следующим образом , , .

,

ЛЕКЦИЯ №14

 – углы обтекания становятся равными критическим и появляются срывные явления, следствием чего при дальнейшем снижении расхода появляется потеря устойчивости течения в ступени. Как правило, по расходу режимы меньше, чем , недопустимы.

 – ступень создает энергию за счет расширения потока в межлопаточном канале (турбинный режим).

 – энергию потребляет, но потока не создает (т.е. просто перемешивает поток).

 – рабочий диапазон.

Влияние окружной скорости на характеристику ступени.

, , , , , , .

Увеличение границы (смещение вправо) уменьшает работу диссипации  связано с ростом уровня скоростей в межлопаточном канале. В горловине есть такой режим, при котором расход перестает меняться, т.к. проходное сечение запирается.  при  ниже, чем при , т.е. при увеличении частоты вращения наблюдается уменьшение КПД.

Особенности обтекания решетки профилей осевой турбины. Характеристики решетки профилей ступени турбины.

Геометрические параметры решетки профилей турбины определяются так же, как и решетки профилей компрессора.

, , .

Характер протекания редко сопровождается отрывом погран. слоя от лопатки. Градиент давления в сечении направлен по течению . 

Для того, чтобы минимизировать скачки уплотнения, нужно выходную кромку делать как можно тоньше.

ЛЕКЦИЯ №15

Изменение угла отставания связано с поведением потока вблизи выходных кромок в области косого среза. Межлопаточные каналы турбинных решеток (кроме активных ступеней) имеют конфузорную форму. Течение в решетке ускоренно. Переход через скорость звука в решетке происходит в самом узком сечении и сверхзвуковые скорости наблюдаются в области называемой косым срезом. Хотя в высоко нагруженных решетках местные сверхзвуковые зоны существуют и до косого среза на спинке профиля. После того, как в горловине канала устанавливается скорость звука, дальнейшее расширение потока происходит в косом срезе в системе волн разрежения, что сопровождается перерасширением потока, т.е. давление в косом срезе на спинке профиля становится меньше, чем давление за решеткой. Причем это перерасширение тем больше, чем больше кривизна профиля на участке косого среза. Торможение потока происходит в сложной системе скачков уплотнения, поэтому при профилировании решеток турбины форма профиля на участке косого среза тщательно выбирается. Профиль может быть вогнут, плоский, выпуклый или вывернутый. Все это зависит от  и выходных кромок профиля.

Потери энергии в решетке профилей.