Описание экспериментальной установки и измерительных приборов

Общая схема экспериментальной установки для продувки воздухом турбинных решеток дана на рис.1. Поэтому перейдем к распределению препарации и схемы разделения, необходимой для проведения данной работы- см. рис. 8.

Для замера распределения статического давления по профилю лопаток в среднем по высоте сечений решетки на лопатках, образующих центральные каналы решетки имеется препарация для приема давления. Причем, у одной лопатки препарирована спинка, у другой вогнутая часть. К отверстиям (приемным) подведены трубки, соединяющиеся при помощи штуцеров и резиновых трубок с батарейным манометром и вертикальными шкалами.

Показания манометров дают искомое распределение статического давления по профилю лопатки в избытке к атмосферному давлению. Координаты точек препарации даны в таблице 3.

Схема подключения приемников статического давления к батарейному манометру

Рис. 8

ПРОВЕДЕНИЕ РАБОТЫ

Работа производится в следующей последовательности.

1.Измерить давление воздуха и его температуру в помещении.

2.После включения установки снять показания батарейного манометра и занести результаты в таблицу. В таблице каждой точке замера поставить в соответствие ее номер и координату вдоль осевой ширины решетки и полученное значение избыточного давления.

За значение полного избыточного давления на входе в решетку принять значения, полученные измерениями в передних критических точках лопаток, образующих канал. В случае их отличия друг от друга за значение полного избыточного давления принять среднее арифметическое полученных 2-х значений.

3.Измерить статическое давление на входе в решетку.

Обработка результатов измерения

Полученные в результате измерений значения избыточного давления на профиле лопатки на вогнутой части и спинке пересчитать в относительные давления и относительные скорости по формулам

здесь Н₁ - значение избыточного давления в передней критичес­кой точке профиля в мм. вод. столба, определяется по 2м значениям (так как препарированы 2 лопатки) как среднее арифметическое. Принимается полным избыточным давлением на входе в решетку,

- избыточное давление в точка измерения, в мм воздушного столба.

Получив значения относительных давлений, скоростей, построить:

1. эпюру относительных давлений в координат: относительное давление - ширина решетки (аналогично рис. 5).

2. эпюру относительных давлений и относительных скоростей в координатах: относительная величина - ширина решетки, причем налево поместить вогнутую поверхность, направо спинку (аналогично рис. 6).

На полученных эпюрах сделать поясняющие надписи - указать где спинка, где вогнутая часть, указатъ диффузорный участок течения.

Отметить переднюю критическую точку и заднюю критическую кромку. На построенной эпюре (аналогичной рис. 5) определить окружное усилие на лопатку от газового потока (для плоской решетки эквивалентно подъёмной силе). Для этого необходимо определить, площадь ограниченную эпюрой относительного давления, и умножить получен­ное значение на соответствующие масштабные множители, а также на единицу высоты лопатки. Масштабные множители по оси ординат эпюры относительных давлений является избыточное полное давление воздуха на входе в решетку, выраженное в Паскалях (н/м). За единицу высоты лопатки принимается 1 мм. Таким образом окружное усилие на лопатке

Где S - площадь эпюры относительного давления, в мм водн. относи-­ тельного давления.

H₁ - избыточное полное давление на входе в решетку в н/м².

Для определения окружного усилия воздуха на лопатку с использованием уравнения количества движения, необходимо узнать расход воздуха через 1 канал, скорости воздуха на входе и на выходе из решетки и углы входа и выхода потока в решетке.

Скорость воздуха на входе в решетку рассчитывается по следующему алгоритму:

1. определяется

2. рассчитывается приведенная скорость:

3. скорость воздуха на выходе

Скорость воздуха на выходе из решетки рассчитывается с учетом определенного в предыдущей работе скоростного коэффициента решетки.

Где Н₁ –избыточное полное давление на входе.

Расход воздуха через один канал

где ; l -шаг и высота решетки.

За угол выхода потока берется геометрический угол выхода

Тогда окружное усилие на единицу высоты лопатки лопатки

Где - угол входа в решетку.

Для задания исходных данных необходимо эпюру относительных давлений разбить на участки удовлетворявшие условиям, приведённым в л/р. №1. Границы и промежуточные значения участ­ков задаются в виде

Участки аппроксимируются параболами и интегрируются, после чего значения интегралов складываются. Далее расчет ведется в соот­ветствии с приведенным алгоритмом. Необходимо ввести величи­ну вместо . Они однозначно связаны выражением:

Координаты препараций спинки и корытца лопатки приведены в Таблице 3 как в хордовой системе координат, так и в криволинейных координатах.

Таблица 3