41. Основные показатели работы и параметры турбомашин. Требования, предъявляемые к компрессорам и турбинам.

Основные показатели ОК:

• 

• 

• 

• 

• 

Основные показатели ГТ:

• 

• 

• 

• 

• 

• 

Требования к турбомашинам

• минимальные габаритные размеры и масса,

• высокий коэффициент полезного действия (КПД),

• благоприятное протекание характеристик,

• надежность и живучесть, технологичность,

• мобильность создания и возможность модернизации.

42. Основные геометрические параметры проточной части, ограничения и перспективы развития параметров проточных частей.

Геометрические параметры приведены на рис. 2.5. Характерными размерами ступени ОК в любом контроль­ном сечении являются:

• наружный (периферийный) диаметр D_{к i}

• втулочный диаметр D_{BT i}

• средний диаметр D_ср = (D_{к i} + D_{BT i})/2

• высота лопатки h_{л i} = (D_{K i} - D_{BT i})/2; текущий радиус r_i по которо­му можно найти ширину венца РК S_рк и НА S_НА, а также вели­чину осевого зазора δ₀.

М ежду наружным диаметром РК и диаметром статора существует радиальный зазор δ_r, определяемый из уравнения

где D_K, _ст - диаметр корпуса статора в рассматриваемом сечении.

Более важны в расчётной практике относительные гео­метрические параметры. В частности, относительная высота ло­паток характеризуется величиной относительного диаметра втулки для первых ступеней находится в пределах 0,3…0,4, а для последних - 0,8...0,95.

К числу важнейших геометрических параметров относит­ся также величина удлинения лопаток - . Для пер­вых ступеней соответствует диапазону значений 3,5... 4,5; для последних ступеней лопатки выполняются более широкими, так как они передают работу более нагретому (чем на первых ступенях) воздуху, и их удлинение составляет 1...2.

43. Геометрические параметры профиля, краткий анализ и характерные значения.

В процессе газодинамического проектирования ЛМ во­обще, и ступеней ОК в частности, решаются две задачи:

1 - нахождения картины распределения давлений и ско­ростей по профилю при заданной кинематике потока вдалеке перед профилем;

2 - нахождение геометрии профиля, обеспечивающего заданное по его поверхности распределение давления и скоро­сти.

Первая задача называется прямой и предполагает опреде­ление аэродинамических сил и потерь полного давления на про­филе.

Вторая задача называется обратной, при её решении на­ходится конфигурация решётки профилей, которая поворачивает на угол заданный поток, образующий с фронтом решётки угол .

Однако прежде чем приступить к рассмотрению этих за­дач, познакомимся с основными геометрическими параметрами компрессорных профилей и их решеток.

Основной геометрической характеристикой профиля яв­ляется средняя линия, которая представляет геометрическое ме­сто точек центров окружностей , вписанных в профиль (см. рис.).

Линия, соединяющая точки пересечения средней линии профиля с его контуром (точки А и В, см. рис), называется хордой профиля и обозначается буквой . Выпуклая часть контура профиля называется спинкой, вогнутая - корыт­цем.

Форма профиля имеет много индивидуальных особенно­стей, но наиболее важными из них являются:

• - угол изгиба (угол между касательными к средней линии, проведенными в точках пересечения ее с кон­туром профиля);

• - стрела максимального прогиба средней линии про­филя (расстояние от хорды до максимально удаленной от неё точки средней линии);

• - максимальная толщина (диаметр максимальной окружности, вписанной в профиль);

• - координата максимального прогиба (расстояние вдоль хорды от носика профиля до точки максималь­ного прогиба);

• - координата положения максимальной толщины (расстояние вдоль хорды от носика профиля до точки положения максимальной толщины).

На практике чаще используются относительные величи­ны:

На рис. приведены основные параметры решётки профилей. К ним следует отнести:

• - шаг решётки (расстояние между одноименными точка­ми двух соседних профилей);

• фронт решётки - линия, соединяющая крайние точки профилей на входе в решётку или на выходе из неё;

• - угол установки профиля в решётке (угол между хор­дой профиля и фронтом решётки);

• - конструктивные углы на входе и выходе соот­ветственно (углы между касательными и средней линии и фрон­том в точках их пересечения у входной и выходной кромок);

• - горло решётки (минимальный диаметр окружности, вписанной в канал между соседними профилями).

С аэродинамической точки зрения важными являются относительные параметры:

• - густота решётки (или - относительный шаг решётки);

• - относительная величина горла.

В теории ЛМ часто используются также характерные уг­лы:

• - угол атаки (разность между конструктивным и дейст­вительным углом набегания потока на входной кромке), кото­рый равен ;

• - угол отставания потока (разность между конструктив­ным и действительным углом выхода потока), очевидно, что

- угол поворота потока в решётке.

Из рис. вытекают очевидные соотношения: