Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Атлас профилей решеток МЭИ / Методика подбора.doc
Скачиваний:
225
Добавлен:
27.05.2014
Размер:
5.45 Mб
Скачать

1.3. Методика подбора профилей по «Атласу профилей мэи»

1.3.1. Обозначения профилей

В «Атласе профилей МЭИ» все профили делятся на две группы:

- профили для неподвижных (сопловых) решёток;

- профили для вращающихся (рабочих) решёток.

Профили для неподвижных (сопловых, направляющих решёток) обозначаются буквой «С» (русская «эс»), а для вращающихся решёток – буквой «Р» (русская «эр»). Например: С-9012А или Р-3021А.

За буквой обозначения типа решётки стоят две пары чисел и буква:

Символ в конце обозначения профиля означает:

А- для дозвуковых скоростей ( Мс1t=c1t/a1t<0.8-0.9, Мw2t=w2t/a2t<0.8-0.9);

Б - для околозвуковых скоростей (0.8-0.9<Мс1t=c1t/a1t<1.1-1.2, 0.8-0.9<Мw2t=w2t/a2t<1.1-1.2);

В - для сверхзвуковых скоростей ( Мс1t=c1t/a1t>1.2-1.4, Мw2t=w2t/a2t>1.2-1.4).

Вся номенклатура представленных в «Атласе» профилей перечислена в таблице 2.1.

1.3.2. Основные задачи и принципы выбора профиля по атласу профилей.

В результате проведения расчёта ступени турбины по среднему диаметру конструктор получает все параметры, необходимые для выбора сопловой и рабочей решёток профилей: углы α0 и α1, число Мс1t – для сопловой решётки, и β1 и β2, число Мw2t – для рабочей решётки.

Профиль сопловой и рабочей решётки выбирают, в первую очередь, ориентируясь на значение угла выхода потока α1 и β2. Как известно, при дозвуковых скоростях углы выхода потока α1 и β2 практически равны эффективным углам α1эф=arcsin(a1/t1) и β2эф= arcsin(a2/t2), а эффективные (геометрические) углы выхода решётки определяются по величине узкого сечения («горла») межлопаточного канала. «Горло» межлопаточного канала определяет проходную площадь решётки, а, следовательно, и расход рабочего тела через ступень и её мощность. Поэтому, при выборе профиля, в первую очередь, обращают внимание на близость значений α1 и β2, полученных из расчёта ступени, второй паре цифр в обозначении профиля. Далее, выбранный профиль проверяют по близости углов входа потока α0 и β1, полученным из расчёта, первой паре цифр в обозначении профиля. Если разница этих значений невелика (менее 5-10 градусов), то выбирают тот профиль, у которого она минимальна. Это означает, что выбранный профиль в условиях проектируемой ступени будет работать с небольшими углами атаки на входе в решётку и, хотя его эффективность несколько уменьшится по сравнению с обтеканием профиля при нулевом угле атаки, выбор готового профиля из «Атласа» оправдан использованием унифицированных деталей ступени турбины.

Однако, если значения углов входа и выхода, полученные в расчёте существенно отличаются от значений углов в обозначении профилей в «Атласе», приходиться принимать решение о создании новых профилей, что связано с большими временными и материальными потерями, но сулят выигрыш в эффективности вновь проектируемой ступени.

Если удалось подобрать профиль по атласу, то следующей задачей является сборка из этих профилей решётки. Решёткой профилей называют устройство, состоящее из одинаковых профилей, установленных с одним и тем же шагом и углом установки.

Замечание. Иногда, для повышения вибрационной надёжности ступени, решётки профилей специально собирают из одинаковых профилей, установленных с различными углами установки и шагом («разношагица»).

Относительный шаг решётки профилей (t1отн=t1/b1 и t2отн=t2/b2) выбирают оптимальным, соответствующим минимальным потерям. Оптимальное значение относительного шага определяется по экспериментальным зависимостям коэффициента потерь от t1отн и t2отн, которые, как правило, имеются для каждого профиля в «Атласе». Если зависимость ζ=f(tотн) для каких-либо профилей отсутствует, то можно воспользоваться кривыми ζ=f(tотн) для соседних (похожих по углам входа и выхода) профилей, или использовать приближённые рекомендации: t1отн=t1/b1=0.75-0.85 и t2отн=t2/b2=0.55-0.65.

Угол установки профиля (αу и βу) в решётке (рис.1.2) при выбранном значение шага однозначно определяет величину «горла» межлопаточного канала и значение эффективного угла α1эф=arcsin(a1/t1) и β2эф= arcsin(a2/t2). Поэтому угол установки αу и βу профиля должен быть выбран таким или рассчитан по зависимости (αуу)= f(α1эф, β2эф) , чтобы значение эффективного угла α1эф=arcsin(a1/t1) и β2эф= arcsin(a2/t2) совпало с заданным. Зависимости (αуу)= f(α1эф, β2эф) приведены для каждого профиля на листе, где расположены его координаты.

После того, как определены (αуу) и (t1отн, t2отн), расположение профилей в решётке жестко задано и можно приступать к определению аэродинамических потерь в решётке профилей.

В зависимости от причин возникновения потери в турбинных решетках условно разделяют на несколько групп:

- профильные потери ζпр, складывающиеся, в свою очередь, из:

- потерь на трение при обтекании профилей ζтр;

- кромочных потерь ζкр;

ζпр = ζтр + ζкр

- концевые потери, включающие потери от вторичных трехмерных течений и трения потока о торцевые стенки ζконц;

Эти две составляющие потерь учитывают при определении коэффициента суммарных потерь ζсум, определяющего значение параметров потока в зазорах ступени:

ζсум = ζпр + ζконц

В «Атласе», на графиках ось ординат, в большинстве случаев, обозначена как ζ. Если в поле кривых этого графика содержится надпись =l/b=∞, то есть коэффициенты потерь получены для высоты решётки много большей, чем хорда профиля (l>>b), то значение ζ – соответствует профильным потерям. Если же в поле графика нет надписи =l/b=∞, значение ζ – соответствует суммарным потерям.

Соседние файлы в папке Атлас профилей решеток МЭИ