Материал: Мамиконов А.Г. Теория авиационных компрессоров и газовых турбин [учебник]

Одной из важнейших задач первого этапа газодинамического расчета наряду с назначением типа ступени и относительного диаметра втулки является выбор рациональной кинематики по-

Для решения этой задачи наиболее целесообразно вначале в качестве независимых переменных, определяющих форму плана скоростей, принимать вместо абсолютных относительные пара­ метры элементарной ступени на среднем радиусе, а именно:

коэффициент расхода саер , степень реактивности tep и густоту

решетки РК . Придание различных значений этим па-

РК с р

раметрам без назначения окружной скорости колеса дает воз­ можность вместо ряда конкретных планов скоростей получать серии подобных планов и тем самым сократить затрату вре­ мени на предварительный этап расчета. Необходимым условием для правильного выбора относительных параметров является знание их влияния на выходные данные ступени и прежде всего на ее внутреннюю работу и к. п.д.

§ 45. ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАКРУТКИ ОТ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СТУПЕНИ

Из уравнения (4.54) следует, что для выяснения зависимости внутренней работы ступени от коэффициента расхода, степени реактивности и густоты решетки РК необходимо предваритель­ но установить их влияние на коэффициент закрутки. При усло­

вии работы решетки на расчетном режиме изменение -у-, т и са

сопровождается одновременным изменением коэффициента c yt, которое учитывается главной характеристикой расчетных режи­ мов. Поэтому поставленная задача наиболее достоверно и вме­

136

Приведенные формулы и позволяют перестроить главную характеристику расчетных режимов в удобные для анализа гра­

рис. 65.

на рис. 65 можно рассматривать как график зависимости коэф­ фициента закрутки от степени реактивности. Как видим, при некоторой степени реактивности тот£п коэффициент закрутки становится минимальным, причем для решеток с различной гу­

137

лого. Поэтому в определенном диапазоне изменения — коэф­

фициент закрутки можно считать практически не зависящим от степени реактивности и приближенно определять его по эмпи­ рической формуле, предло­ женной Хоуэллом и уточнен­

ной Холщевниковым:

торые наглядно показывают, что при любых значениях т увели­

сопровождается непрерывным возрастанием коэффициента за­ крутки.

138

§ 46. ЗАВИСИМОСТЬ ВНУТРЕННЕЙ РАБОТЫ СТУПЕНИ ОТ ЕЕ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Влияние х, са и у на внутреннюю работу ступени проана­

лизируем применительно к двум различным условиям: 1 ) при по­ стоянной окружной скорости вращения РК, 2) при неизменном числе Мрк на входе в колесо.

Согласно (4.54) в первом случае закономерности, установлен­ ные для коэффициента закрутки, полностью распространяются и на внутреннюю работу. Следовательно, для получения макси­ мальной работы Lj необходимо: 1 ) выбирать степень реактивно­

сти по возможности отличной от тт;п~ 0 ,8 са ; 2 ) назначать воз­ можно более высоким коэффициент расхода; 3) увеличивать гу­

сел Мрк и МСА на входе в РК и СА, а увеличение т приводит к росту Мрк и уменьшению МСА. Поэтому выбор указанных вели­

чин должен производиться с таким рагчетом, чтобы ни одно из чисел Мрк и МСА не превосходило допустимых значений.

Во втором случае (Мрк = const) при изменении т, са и-^-ок­

ружная скорость вращения колеса уже не остается постоянной, а изменяется по закону, вытекающему из уравнения (4.46):

Yb+нА'+ъ

После подстановки этой скорости в (4.54) получим формулу

( М РК я,)2

(6.5)

которая совместно с рис. 65 позволяет вскрыть зависимость внутренней работы от относительных параметров ступени при условии Мрк = const.

Некоторые результаты расчетов, произведенных по форму­ лам (6.4) и (6.5) Холщевниковым [61], представлены на рис. 67.

Здесь же показана зависимость числа МСА от т и са . Как вид­

но, закон изменения внутренней работы по т и са при Mpk= const

1.39