Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
термогаз элементов A_4.doc
Скачиваний:
41
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
3 Мб
Скачать
☆

1.2. Определение кинематических параметров потока воздуха в ступени

Для обоснованного выбора способа профилирования лопаток РК по их высоте производят предварительный расчет некоторых кинематических параметров потока, таких, как предварительная закрутка воздуха , относительная и приведенная скорости. Сначала определяют эти параметры, принимая по высоте лопатки и полагая вход воздуха в ступень осевым, т.е. .

Расчет ведут в такой последовательности: по известной окружной скорости в периферийном сечении определяют окружную скорость у втулки и на среднем сечении по соотношениям:

; ,

находят относительную скорость в трех сечениях по формуле

Рис. 1.2. Геометрические параметры решётки профилей рабочего колеса

.

Температуру заторможенного потока в относительном движении при в этих сечениях вычисляют по формуле

.

Критическую и приведенную скорости в периферийном и среднем сечениях определяют по формулам:

; .

Если в среднем сечении меньше 0,9 – 0,95, а в периферийном не превышает 1,05, то далее ступень рассчитывают как дозвуковую с осевым входом воздуха (т.е. ) и лопатки профилируют по способу . Если же в периферийном и среднем сечении , то следует применить предварительную закрутку воздуха перед РК в сторону вращения. Для этого назначают относительную скорость в периферийном сечении так, чтобы , и определяют величину предварительной закрутки в периферийном и втулочном сечениях по формулам:

; ; .

Угол между вектором скорости и осевым направлением (угол установки ВНА) вычисляют по формуле

.

Если , то ступень следует проектировать как сверхзвуковую с осевым входом воздуха. Если же , то можно принять выбранное значение и и рассчитать ступень как дозвуковую.

Проекцию относительной скорости у втулки на окружное направление вычисляют по формуле

.

При этом должно соблюдаться условие , что соответствует условию . Несоблюдение этого условия свидетельствует о том, что принятое значение является для дозвуковой ступени завышенным. В этом случае необходимо или уменьшить , или задать новое значение с тем, чтобы получить

После этого уточняют величину предварительной закрутки воздуха в периферийном сечении и вычисляют кинематические параметры потока в трех сечениях по высоте лопатки (в периферийном, среднем и втулочном) по уравнениям:

; ;

; ;

; ;

В дозвуковой ступени должны выполнятся условия: и . В периферийном сечении можно допустить . Несоблюдение этих условий указывает на сверхзвуковое течение воздуха, и ступень следует рассчитывать как сверхзвуковую со скачком на входе в РК. Для получения дозвукового течения необходимо уменьшить работу ступени, окружную скорость лопаток и осевую скорость воздуха.

Для выбора оптимального способа профилирования лопаток рекомендуется вычислить кинематические параметры потока при и сравнить их с вычисленными параметрами при .

Ступень с применяют тогда, когда для получения докритической относительной скорости на концах лопаток при приходится назначать большой угол отклонения потока в ВНА (т.е. ), а использование сверхзвуковой ступени по каким-либо причинам нежелательно.

Расчетное значение степени реактивности выбирают в пределах и определяют кинематические параметры потока в периферийном, среднем и втулочном сечениях по уравнениям:

;

;

;

;

При этом должно соблюдаться условие , в противном случае необходимо задать новое значение степени реактивности и повторить расчет. Температуру заторможенного потока в относительном движении, относительную и приведенную скорости определяют по формулам:

;

; .

Сравнивая полученные результаты предварительного расчета кинематических параметров на входе в РК при и , выбирают способ профилирования лопаток и дальнейший расчет производят только для выбранного способа. О достоинствах и недостатках того или иного способа профилирования лопаток ОК рекомендуется прочесть в книгах [4;6].