Параметрический анализ и создание переходного патрубка турбовального газотурбинного двигателя, страница 8

Наоборот, с увеличением «интенсивности» поворота, т.е. с уменьшением осевой длинны диффузора, следует ожидать увеличения потерь. В месте с тем кривая, приведенная  на рис. 4.4, показывает, что интенсивность снижения потерь с ростом величины  падает. Если увеличени размера  с 1,0 до 3,0 приводит к уменьшению потерь  на 18% , то при изменении  от 3 до 4,5 потери падают всего на 2%.

Таким образом, для уменьшения потерь необходимо стремится к снижению «интенсивности поворота. Однако увеличивать размер  свыше 2,5-3,0 не целесообразно: экономический эффект при этом сравнительно мал, а осевые габариты диффузора существенно возрастут.

в) Влияние «радиальности» диффузоров D₂/D₁. Влияние «радиальности» исследовалось на  разных сериях диффузоров. Различие между указанными сериями состояло в том, что в первом случае отношение диаметров изменялось за счет радиусов r₁ и r₂, а во втором – за счет радиальной подрезки одного и того же диффузора. В обоих случаях с качественной стороны зависимость потерь от безразмерного отношения D₂/D₁ оказалась одинаковой рис. 4.5 с

Рисунок 4.5 -  Влияние радиальности кольцевого диффузора        D₂/D₁ на коэффициент ξ_п.

ростом «радиальности» потери уменьшались.

          При этом можно отметить, что в первой серии опытов оптимальные степени расширения изменялись весьма слабо, тогда как во второй серии одновременно  с уменьшением отношения диаметров D₂/D₁ происходило заметное снижение оптимальной степени расширения и более резкое возрастание потерь.

          С одной стороны, рост отношения D₂/D₁ вызывает увеличение обтекаемой поверхности и, следовательно, увеличение потерь на трение. С другой стороны, распределение заданной диффузорности на большей длине приводит к снижению продольных положительных градиентов и увеличивает вероятность безотрывного течения. Оптимальное отношение диаметров D₂/D₁ по имеющимся данным составляет величину порядка 2,5…3.

          Если же «радиальность» изменяется путем радиальной подрезки, то существенно изменяется форма диффузора и при больших срезах он приближается к диагональному, а далее к осевому варианту с большим углом раскрытия. Движение в таком диффузоре происходит обычно с отрывом потока и сопровождается повышенными потерями, а оптимальное условия течения соответствуют пониженной геометрической диффузорности. Некоторое влияние «радиальности» в таком случае можно получить из кривых на рис. 4.6, где приведены кривые потерь в четырех диффузорах, отличающихся только отношением D₂/D₁. Остальные параметры в этой серии опытов:  ; ; .

          Из кривых рис. 4.6 следует, что при уменьшении D₂/D₁ имеет место весьма резкое увеличение потерь. Так, сохранив n неизменным и равным 2 и уменьшив D₂/D₁ с 2 до 1,6, получим увеличении потерь на 22%. Для n=2,5 это увеличение составляет 30%, а в зоне малых степеней расширения (n=4) потери с изменением D₂/D1 практически не изменяются.

Рисунок 4.6 – Зависимость коэффициента полных потерь от степени расширения n для различных величин D₂/D₁

1 – D₂/D₁ = 1,58;  2 – D₂/D₁ = 1,75;  3 – D₂/D₁ = 1,88;  4 – D₂/D₁ = 2

          г) Влияние безразмерного входного диаметра  . Оценивая влияние безразмерного входного диаметра на работу диффузора при неизменных остальных размерах, можно отметить, что если изменение   осуществляется только за счет диаметра при постоянном абсолютном значении входного размера l, то влияние этого параметра оказывается слабым В самом деле, с увеличением   возрастает обтекаемая поверхность, но одновременно с этим растет и площадь входного сечения диффузора, что увеличивает значение располагаемой кинетической энергии потока при постоянном перепаде давлений на диффузор. В результате коэффициент потерь, представляющий отношение внутренних потерь в диффузоре к кинетической энергии на входе, изменяется незначительно. В целом согласно данным исследований изменение этого параметра от 4,5 до 10 вызывает увеличение потерь примерно на 1 - 1,5%. Если же   изменяется за счет высоты l, то в осерадиальных диффузорах происходит заметное увеличение потерь.

5.  Анализ переходного диффузора разработанного двигателя