65. Профилирование по закону постоянной реактивности (твердого тела), сравнение с законом постоянной циркуляции.

Ступень с постоянной реактивностью.

В ступени с постоянной реактивностью давление по радиусу ступени не повышается. Для обеспечения этого, по уравнению Бернулли

необходимо уменьшать осевую и увеличивать окружную составляющие скорости.

Для снижения необходима предварительная закрутка, тем большая, чем больше радиус и соответственно окружная скорость.

Из этих двух уравнений выводятся законы изменения и :

Изменение параметров по радиусу ступени:

Пунктир – изменение параметров при .

Преимущества закона : более благоприятное распределение относительных скоростей, менее интенсивное изменение угла поворота потока. В результате закрутка пера лопатки получается меньше, значит сама лопатка – технологичней.

Недостатки: необходимость предварительной закрутки, т.е. перед ступенью должен размещаться НА или ВНА.

Ступени с применяются на первых ступенях осевых компрессоров.

66. Общая номенклатура потерь в решетках турбомашин, краткая характеристика видов потерь и их зависимость от основных режимных и геометрических параметров.

Каждый из видов потерь можно охарактеризовать коэффициентом: ,

где – абс. значение потери энергии, – теор. работоспособность газа при заданном перепаде давлений на решётке, – изоэнтр. скорость на выходе из решётки, соответствующая перепаду .

Профильные – обусловлены реальными свойствами поверхностей профилей лопаток:

1. Трение в погран. слое, образующемся на профиле лопаток.

Для Т:

• зависят от угла изгиба профиля ε=180°-(β_1л+β_2л) – при ↑ε ↑действие ЦБ сил при повороте потока ► ↑разность давлений на корытце и спинке ► ↑неравномерность потока в межлоп. канале ► ↑ξ_тр;

• степени конфузорности K ( ) – с ростом K ↑протяжённость лам. слоя на поверхности ► ↓ξ_тр.

2. Вихреобразование в зоне за выходными кромками (образующие за кромками вихревые дорожки снижают общий запас кин.энергии потока на выходе).

Для Т: при ↓β₂ ► ↑длина выходных кромок ► ↑толщина погран.слоя ► ↑ξ_кр.

3. Отрыв потока от поверхностей профиля*.

4. Скачки уплотнения, возникающие в межлопаточном канале при переходе на сверхзвук / дозвук*.

* - необязательны, возникают в определённых случаях на нерасчётных режимах.

Для Т: ξ_пр также зависят от

• (при <0 потери растут медленнее, т.к. при ↓i ► ↑ ► ↓угол поворота потока Δβ, ↑K ► пологий рост Δξ_пр);

• M (или λ) (при M>M_опт – волновые потери, при M<M_опт – ↑толщина погран. слоя, K=const ► ↑ξ_пр);

• Re (при Re<Re_кр ξ_пр зависят от отн. величины шероховатости поверхности профиля).

Концевые – вызваны наличием концевых поверхностей, ограничивающих решетку по высоте:

1. Трение в погран. слое на концевых поверхностях.

2. Вторичные (в канале между лопатками – из-за неравномерного поля давлений по сечению канала). Для Т: и 1), и 2) зависят от , при ↑ ► ↓h_л ► интенсифицируется взаимодействие парных вихрей ► ↑( ξ_кр+ ξ_вт).

3. Потери в рад. зазоре (вызваны перетекание газа с корытца на спинку, а также между торцевыми поверхностями лопаток и корпусом ступени из зоны повышенного давления в зону пониженного). Для Т: ξ_заз ~ , связаны с тем, что часть газа уходит через рад.зазор, не совершая работу в колесе; кроме того, в безбандажных венцах перетекание с корытца на спинку приводит к ↓перепада давлений на периферийной части лопатки и доп. вихреобразованию.