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

“ cm cp

полагаемого теплоперепада в ступени вдоль радиуса. Поскольку полная температура газа в сечении 2-2 на всех радиусах одина­ кова (по условию постоянства работы L u), приближенно можно считать

^ст ср ~ 2 о- ^ 2 С1ср)

и, следовательно,

2 2

тически целесообразен только при достаточно большой закрутке потока за РК на среднем радиусе, что может встретиться в про­ межуточных ступенях многоступенчатых турбин.

соте.

Для ступени с постоянной циркуляцией

и поэтому, опуская множитель -г2-®-, окончательно получим

“tn

Кроме установленного ранее возрастания степени реактив­ ности вдоль радиуса, из формулы (17.7) видно, что: 1) чем меньше угол а 1ср, т. е. чем больше закрутка потока на выходе из СА на среднем радиусе cIac,p = c,cpcosaUp, тем быстрее воз­ растает р с увеличением радиуса; 2 ) с повышением степени реактивности рср на среднем радиусе интенсивность изменения р по радиусу снижается и в частном случае, когда рер = 1 (прак­ тически такая степень реактивности не используется), на всех радиусах р одинакова и равна единице; 3) чем выше рср, тем больше р и на всех остальных радиусах. Очевидно, что с уве­

степень реактивности у втулки при данном значении рср будет уменьшаться, а на периферии — увеличиваться. Поэтому чем больше длина лопаток, тем вероятнее иметь большую отрица­ тельную степень реактивности у втулки и большую положитель­ ную степень реактивности на периферии.

§ 105. СТУПЕНЬ С ПОСТОЯННЫМ УГЛОМ ВЫХОДА ПОТОКА ИЗ СОПЛОВОГО АППАРАТА

Как следует из названия рассматриваемой ступени, в каче­ стве пятого уравнения для нее используется условие постоян­ ства угла а, вдоль радиуса:

3 5 6

шаются. Осевая же скорость с 1а в отличие от ступени с Fj= con st

чить, что в первой из них закрутка потока с1п на выходе из СА

изменение осевой скорости с2а, зависит от направления закрутки

венно вдоль ради) са уменьшается.

На основании этого можно заключить, что при с2и> 0 окруж­ ная составляющая скорости за колесом, если и уменьшается с увеличением радиуса, то менее интенсивно, чем в ступени с постоянной циркуляцией. Как показывает более подробный ана­ лиз, скорость с2и в рассмотренном случае может также воз­ растать с увеличением радиуса. При с,о < 0 , когда jc 2ur| вдоль радиуса уменьшается, абсолютная величина закрутки |сап| с увеличением радиуса снижается более интенсивно, чем в сту­ пени С Г| = const.

Закон изменения скорости с2а в зависимости от радиуса на-' ходится из совместного решения уравнения радиального равно­

3 5 7

скорость с2а вдоль радиуса будет уменьшаться, а при с2п < 0 —уве­ личиваться.

Поскольку знак закрутки потока за колесом в общем случае может вдоль радиуса изменяться, характер зависимости ско­ рости с2а от радиуса оказывается достаточно сложным: на участке от гвт до гср скорость с2а, как правило, возрастает, а в области концевой части лопатки (от гер до гт) она может как увеличиваться, так и уменьшаться. Однако следует заметить,

или ином радиусе, обусловливающая возрастание давления р2 по

куляцией. Однако все указанные величины (за исключением скорости с2 и числа Л Ц ) изменяются в данном случае в зави­

симости от радиуса, как правило, более медленно.

.358

Q

tgPs = — , с увеличением радиуса уменьшается, но также

И^2а

крутку потока за РК, в этой ступени располагаемый теплопере-

быть использована приближенно формула. Учитывая уравнение

§106. СРАВНЕНИЕ СТУПЕНЕЙ С ПОСТОЯННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ

ИПОСТОЯННЫМ УГЛОМ а,

На рис. 191 приведены сравнительные данные, характеризующие изменение основных величин вдоль радиуса для рассматриваемых типов ступеней при отсутствии закрутки за РК на среднем радиусе.

Основным достоинством ступени с постоянной циркуляцией яв­ ляется. возможность обеспечения осевого выхода потока из РК по всей длине лопаток. Это способствует снижению гидравлических по­ терь в последующей ступени или в элементах двигателя, располо­ женных за турбиной.

Недостатками ступени с Г, = const являются: 1) сильная „закрутка" лопаток СА и РК', усложняющая их изготовление; 2 ) более резкое изменение степени реактивности вдоль радиуса, чем у ступени с = const, которое, как указывалось выше, в случае длинных лопаток может служить причиной повышенных потерь у втулки и на периферии.

369-