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

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Ступень с	постоянным	углом	а: в связи с	более	плавном
изменением р	вдоль радиуса позволяет использовать				длинные
лопатки без	значительного	увеличения гидравлических потерь
в области их	концевых сечений.		Изготовление	такой ступени

сопряжено с меньшими трудностями, так как выходные участки лопаток СА не закручены, а лопатки РК закручены слабее, чем у ступени с const.

Рис. 191.	Сравнение	ступеней		с	постоянной циркуляцией и по
		стоянным углом
Основным	недостатком		ступени с а, =			const является		нали
чие закрутки	потока	на выходе			из РК,	ухудшающей		работу
находящихся за турбиной элементов двигателя.
Следует заметить,		что	в	ступени с at = const			можно до
биться и осевого выхода потока из РК на всех радиусах,								однако
для этого придется отказаться от условия L u = const,							что,	в свою

Очередь, нежелательно из-за возникновения энергообмена между

отдельными слоями газа и	связанных с	ним	дополнительных
потерь.
Сопоставляя уравнение	(17.11), которое		для	ступени с
ay — const может быть принято в качестве		исходного,		с уравне

360

нием (17.2), легко заключить, что они отличаются друг от друга только показателем степени при радиусе. Отсюда следует, что с уменьшением угла а1ср различие между сравниваемыми ступе

нями сглаживается и, нчооирот,						становится		существенным при
больших значениях этого утла.						сделать вывод о том,			что сту
Оообщая изложенное,					можно
пень	с аа =	const целесииоразно				использовать вместо ступени с
Tj = const		в	случае	осооеньо		длинных	лопаток и		больших
углов	аир.
		§ 107. СТУПЕНИ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ТИПА
; Как указывалось в				конце предыдущего				параграфа,	ступени
с	const и а, = const				могут	быть определены одним общим
условием
				с}цгт = const,						(17.16)
где показатель степени т — 1 для ступени с								постоянной		цирку
ляцией и m =			cos2 alcp для ступени с постоянным углом							aj.
Уравнение (17.lb; можно положить в основу проектирования
турбинных ступеней различных						типов, отличающихся по своим
свойствам		от ступеней		с	= const и a2 =		const в ту или иную

сторону в зависимости от значения показателя степени т.


Наибольший практический			интерес, по-видимому,				представляют
ступени	промежуточного		типа,		для	которых cos2 а.1ср <		т < 1 ,
так как в	этом	случае могут		удачно		сочетаться	достоинства
ступеней	с	= const и а-у =		const и		соответственно		сглажи
ваться их	недостатки.
Основные соотношения			для		рассматриваемых ступеней при
условии L u — const имеют вид:

361'-

Остальные кинематические величины находятся из обычных геометрических и тригонометрических соотношений.

§ 108. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ СТУПЕНИ

Радиальные размеры ступени в сечениях 1-1 и 2-2 — средний диаметр Dcp и длина лопаток / — определяются при газодина мическом расчете на основании уравнения расхода (рис. 188).

Согласно этому уравнению для сечения 1-1 расход газа 1

G = itD(;pl/J1T1c1 sina,

(17.18)

или при выражении через относительную плотность тока

Учитывая, что p l * = a c k pz* и 7\* = Tz*, окончательно полу чим

G = tcD cp,/, -^J=rtn'Kpq l s i n a j .

(17.19)

Для снижения диаметральных габаритов турбины ее средний диаметр желательно назначать возможно меньшим. Однако при этом соответственно увеличивается длина лопаток РК /,, вслед

ствие чего отношение -уг— может выйти за допустимый с точ-

ки зрения прочности предел. Кроме того, с уменьшением Dcp, если обороты турбины заданы, снижается окружная скорость РК на среднем радиусе, что уменьшает работоспособность сту пени, а в некоторых случаях и ее к.п. д. Выбор D cpl должен производиться с учетом также условий общей компоновки дви гателя или агрегата, элементом которого является проектируе мая турбина.

При известном среднем диаметре D cpl воздействие на длину лопатки /,, определяемую уравнением (17.19), может быть ока зано путем соответствующего изменения угла ах и относительной плотности тока q x, зависящей от срабатываемого в СА перепада давлений или коэффициента скорости X ,.

	1 Как и в случае ступени компрессора, расход газа в турбинной ступени
с достаточной точностью может быть определен		по параметрам газа	на	сред
нем	радиусе. Для упрощения записи параметры	газа и углы aj и	на	сред
нем	радиусе в настоящем параграфе обозначаются без индекса ср.

362

Учитывая, что при условии ® = const изменение коэффи циента скорости Xt приводит к изменению не только q u но так

же и коэффициента		падения	полного давления аСА , на рис. 192
представлена	зависимость произведения			сСА д 1 от \ для разных
значений коэффициента «р.
Как видно,	для	уменьшения длины		лопатки желательно на
значать Xt = l .	Необходимо		вместе с тем заметить, что в диа

пазоне часто встречающихся на практике значений коэффи

циента	скорости Xj = 0 , 8 5 1 , 1 5	его изменение	слабо	сказы
вается	на произведении оСА q 1,	а следовательно,	и на	длине

лопаток. В этом случае эффективно влиять на размер 1Хможно только путем изменения угла а,.

0,5	0,6 ал 0,6 0,9 1,0 1,1	1,2 1,
Рис. 192.	Зависимость произведения	uCAqi от
	коэффициентов X, и е

С увеличением угла а, длина лопатки lt уменьшается. Однако, если нет опасности получения чрезмерно длинных лопаток, угол ах следует выбирать по возможности меньшим, так как это спо собствует увеличению к. п.д. ступени.

Длина лопатки /, на выходе из РК определяется по уравне нию расхода, написанному для сечения 2-2,

		G =	S’n а2
ИЛИ
	о =	kDcp2L	niKpq2sin <*2.		(17.20)
Решая совместно (17.19) и (17.20),				будем	иметь
/ _	/ D tpl	^ca^i sin«,	р *	/ Т2*	(17.21)
h ~	l D ^	q , sin «2 ‘ p 2* V		Г * '	(17.21)
h ~	l D ^	q , sin «2 ‘ p 2* V		Г * '

363

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/124709

Смотрите также:










2014 biblioonline ru