Решение:

1. Определим, к какой группе относится данная рабочая решётка по скорости истечения пара из неё: группе А, Б или В.

Для этого подсчитаем значения числа Маха:

М_w2t=w_2t/a_2t=c_1t/=270/=0.504

Полученное значение числа М_w2t<0.8-0.9, что даёт основание для выбора в «Атласе» рабочего профиля группы «А» и предположения, что действительный угол выхода потока из решётки близок к эффективному углу (β₂≈ β_2эф). Профиль будем выбирать по значению β_2эф =20.3⁰. В таблице профилей (лист9) находим профиль Р-3021А, который рассчитан на номинальное значение β_2эф =21.0⁰, ближайшее к заданному в задаче β_2эф =20.3⁰.

Итак, выбран профиль Р-3021А.

2. «Соберём» решётку из профилей Р-3021А – определим шаг =t₂/b₂ и угол установки β_у.

Открываем лист «Атласа» 32-Р-3021А-хар1 и находим зависимость коэффициента профильных (=l/b=∞) потерь от относительного шага .

_опт

По минимуму коэффициента потерь для кривой β₁=33.5⁰ (находим интерполяцией между кривыми β₁=30⁰ и β₁=40⁰) находим значение _опт=0.620.

Для определения угла установки β_у профиля в решётке открываем лист 31-Р-3021-коор. в «Атласе» и по формуле:

β_у = β_2эф-12.8∙(_опт -0.65)+58.01=20.3-12.8∙(0.62-0.65)+58.0=78.7⁰

Этот угол установки обеспечит в решётке заданное значение β_2эф=20.3⁰.

3. Определение коэффициентов потерь.

Профильные потери. Выбираем лист 32-Р-3021А-хар1 в «Атласе) и по зависимости ζ=f(M_2t) (для =l/b=∞) определяем при M_w2t=0.504 и β₁=33.5⁰ величину ζ_пр=5.2∙10^-2=0.052. Заметим, что зависимость ζ=f(M_2t) получена опытным путём при значениях параметров β_у=78⁰, =0.6 и =l/b=∞, близких к определённым в нашей задаче.

Суммарные потери. Коэффициент суммарных потерь зависит от относительной высоты профиля =l/b. Для нашей задачи =l₂/b₂ =40.5/40=1.01 По значению 1/=0.99 определяем из зависимости ζ=f(1/) на листе 32-Р-3021А-хар1 «Атласа» (по кривой М_2t=0.5) величину ζ_сум= 9.6∙10^-2=0.096. Отметим, что и другие условия экспериментального исследования решётки Р-3021А, приведённые на этом графике , близки к значениям данной задачи.

Концевые потери. Концевые потери определим из соотношения:

ζ_кон = ζ_сум + ζ_проф=0.096-0.052=0.044

Коэффициент скорости ψ. Коэффициент скорости ψ=w₂/w_2t==0.978.