32. Основные параметры ступени турбины. Изменение параметров по высоте лопатки.

К числу основных параметров элементарной ступени осевой турбины, как и ранее для осевого компрессора, относятся две группы параметров. Первая группа – геометрические и газодинамические (в том числе кинематические), параметры профиля, скорости потока, числа М, углы поворота, углы атаки и отставания, конфузорность течения и др. Ко второй группе относятся специфические параметры, введенные и используемые в теории турбомашин – степень реактивности, коэффициент теоретической работы и коэффициент расхода. Рассмотрим последовательно эти основные параметры элементарной ступени осевой турбины. Параметры, относящиеся к охлаждению, составляют самостоятельную группу.

Х арактерные параметры течения устанавливаются при совместном рассмотрении скоростей потока (определяемых планом скоростей) и геометрических параметров обтекаемой этим потоком решетки. Для примера на рис. 8.3 показана типичная решетка РК осевой турбины. Рис. 8.3. Схема основных параметров рабочей решетки и обтекающего ее потока Углы атаки: для РК i_РК=_1л–₁><0; для СА i_РК=_0л–₀><0, где _1л и _0л – углы, составляемые касательной к средней линии профиля на входе и фронтом решетки (соответственно для РК и СА). Положительное значение углов атаки соответствует направлению потока на вогнутую часть профиля (в «корыто»), отрицательное – на выпуклую часть профиля (на «спинку»).Эффективный угол на выходе из решетки является одним из важнейших геометрических параметров решетки. Причем при околозвуковых скоростях за решеткой поток выходит из нее под углом, близким к эффективному, т. е. этот конструктивный угол решетки совпадает с газовым углом потока. Эффективный угол характеризует не только закрутку потока, но и пропускную способность турбинной решетки – важный конструктивный параметр турбин ГТД. В соответствии с этим углы отставания определяются зависимостями:для СА для РК

33. Уравнение радиального равновесия. Условия связи между составляющими скорости на различных радиусах.

Для определения изменения параметров по радиусу лопаточного венца компрессора необходимо использовать метод, изложенный в гл. 5. Ниже для наглядности преимуществ и недостатков применяемых методов расчета распределения параметров потока по радиусу воспользуемся упрощенными соотношениями теории цилиндрической ступени, считая жидкость несжимаемой, не учитывая потерь и принимая величину H^*=f(r)=const. Из упрощенного уравнения радиального равновесия и уравнения Бернулли - однозначная связь между законами изменения окружной и осевой компонент абсолютной скорости:

Для определения изменения с_а для закона постоянной реактивности воспользуемся формулой (6.10):

c_u=u(1–)–H_т/(2u). (6.23) Подставляем выражение (6.23) при =const и H_т=const в уравнение (6.22) и получим для закона постоянной реактивности (6.24)

Поскольку в формуле (6.23) =const, H_т=const, u=r, то: c_u=Аr+В/r (6.25) где А и В – постоянные величины. Для случая H_т=const при А=0 соотношение (6.25) дает закон закрутки c_ur=const;

при В=– /2 – закон постоянства циркуляции.

Таким образом, зная с_u, с_а и величину окружной скорости на каждом радиусе проточной части, можно построить треугольники скоростей и определить все параметры ступеней.

Т.к. H_т=f(r)=const, то

г

Рис. 6.23. Треугольники скоростей на трех характерных радиусах проточной части ступени осевого компрессора, спрофилированные по закону постоянства циркуляции (расчет для =0,5):

а – периферийный радиус; б – средний; в – втулки

де , а окружные и осевые компоненты скорости отнесены к u_к.