книги / Центробежные компрессоры
..pdfкромкой. Колесо 6Л-4 отличалось только вдвое уменьшенным
радиусом Rs (Rms = 0,79), так что после крутого поворота пери ферийным сечениям лопаток предшествовал небольшой участок покрывающего диска с прямой образующей. Несмотря на умень
шение Rs, наметилось |
некоторое |
улучшение характеристики и |
||||||
в левой, и в правой части. Трудно |
||||||||
сказать, имеет ли место действитель |
||||||||
ная |
закономерность, |
связанная |
с |
|||||
выравниванием потока |
у периферий |
|||||||
ных |
сечений |
лопаток |
на |
предшест |
||||
вующем |
прямолинейном |
участке по |
||||||
крышки в условиях подавления сры |
||||||||
ва на выпуклой |
поверхности диска |
|||||||
(см. п. 2.3). Вообще же практически |
||||||||
незаметное влияние Rs при его умень |
||||||||
шении примерно до 0,06 было заме |
||||||||
чено и при других опытах. |
|
|
||||||
В |
работе |
[60 ] указано на замет |
||||||
ное |
снижение |
характеристик |
при |
|||||
варьировании R s в пределах 0,135— |
||||||||
0,066. Величина 5г не указана, поэто |
||||||||
му значения |
Rmc неизвестны. |
|
|
|||||
Другой результат получен при Rsy |
||||||||
существенно |
большем, |
чем обычные |
||||||
значения |
Rs |
0,12. |
Колесо |
6Л-3 |
отличалось от предыдущих увеличен |
|
|
|
|
|
||||
ным до |
0,26 значением Ro |
(Rmc = |
для 6Л-1 R s = |
0,12; |
для |
6Л-4 |
|||
= |
1,7). Радиус закругления увеличен |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||
за |
счет |
сопряжения с прямой обра |
R s — 0,06; |
для |
6Л-2 |
R s = |
0,23; |
||
зующей |
покрышки уже в |
пределах |
для |
6Л-3 |
R |
0,26 |
|
межлопаточного канала, в результа те размер Ъ1увеличен на 8,0 % (рис. 2.30). У колес 6Л-1,6Л-4 вели
чина KF = 0,904, у колес 6Л-3, 6Л-2 KF с н и зи л с я д о 0,835. За счет увеличения Ьг зона помпажа по сравнению с 6Л-4 сместилась в сторону больших расходов на 7,5 %, но максимальный расход увеличился на 14 %; оптимальный режим соответствует произво
дительности, на |
15 % большей. У колеса |
6Л-2 Ьх такое же, как |
у колеса 6Л-3, |
a Rs =0,23, Rmc = 1,53. |
Высота лопаток увели |
чена в пределах почти всего межлопаточного канала за счет уве личения угла наклона покрывающего диска. Некоторое перерас
пределение нагрузки привело к смещению Фопт в область |
еще |
большей производительности (отрицательных углов атаки, |
см. |
пп. 2.4 и 2.6). Из-за уменьшения Rmc зона работы чуть |
уже, |
чем у колеса 6Л-3. Максимальный к. п. д. этих колес (на рис. 2.29 не показан) одинаков, более высокий к. п. д. ступени с РК 6Л-2 вызван лучшим согласованием с БЛД.
Полученный результат по существенному расширению зоны работы проверен на РК с еще меньшим расходом.
На рис. 2.31 сопоставлены характеристики двух концевых сту пеней РК +^БЛД + ВУ (сборная камера), рабочие колеса кото рых имели различные Rs. У первой рабочее колесо 7Л-4 имело R s = 0,12, Rmc — 1,24 и Фр = 0,04. Рабочее колесо 7Л-4-1 полу чено из предыдущего уменьшением б2 и 6V Величина Rs увели-
О — R s — 0,12, Rmc = 1,24, bJD , = |
0,04; X - Æ s =0, 15, S mc = |
= !,52, 62/Ûs - |
0.035 |
чена до 0,15, Rmc = 1,52. Для сравнительно малорасходной сту пени с Фр 0,04 полученные результаты по ширине характери стики можно признать очень хорошими.
Преимущества колес с Rmc «s 1,5 по зоне работы существенны. Можно полагать, что при больших М„ их достоинства будут проявляться еще сильнее. Причина, очевидно, в улучшении обте
кания периферийных сечений лопаток. При росте Rmc распреде ление меридиональных скоростей в области периферии в меньшей степени отличается от распределения на средней поверхности, что и улучшает работу РК при больших расходах. Таким обра зом, рекомендации по величине ilonT,| даваемые для средней по верхности тока, надо корректировать с учетом пространственного характера течения.
Форма образующей покрывающего диска в пределах межло паточного канала. На рис. 2.4 было показано влияние формы обра зующей покрывающего диска на распределение меридиональных скоростей. Сопоставлены РК с прямолинейной образующей [Ьср —
= 0,5 |
{Ьг + Ь2) ] со слегка выпуклой формой, |
при которой Ьср «=* |
|||
0,9 *0,5 (&х + Ь2), |
и образующей |
еще более |
выпуклой [Ьср «s |
||
0,8 ;0,5 (ôx -{- Ь2) ]. |
Улучшению |
меридионального |
распределе |
||
ния скоростей сопутствуют и другие эффекты. В |
соответствии |
с уравнением (2.81) изменение b = f (г), |
определяя |
cr |
— f |
(г), |
влияет на распределение скоростей при |
заданном |
рл |
= / |
(г)- |
Варьирование меридионального профиля при неизменной форме лопаточной плоскости может повлиять на распределение скоро стей как положительно, так и отрицательно. Явно негативно уменьшение проходных сечений 2лrb при переходе от прямолиней ной образующей к криволинейной. Это увеличивает уровень ско ростей в решетке и сопутствующие этому потери, что особенно
нежелательно в области «горла» решетки. У РК с 6ср < |
0,5 {Ь1 + |
|||||||||||
+ Ь2) при прочих равных |
условиях |
возможно |
уменьшение |
на |
||||||||
пора из-за меньшей меридио |
|
|
|
|
|
|
||||||
нальной площади лопаток, так |
|
|
|
|
|
|
||||||
как Мг |
= z ГгJ pbrД |
dr. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
На рис. |
Гг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2.32 представлены |
|
|
|
|
|
|
||||||
характеристики ступеней с оди |
|
|
|
|
|
|
||||||
наковыми решетками РК в ра |
|
|
|
|
|
|
||||||
диальной плоскости с рл2 = 90°. |
|
|
|
|
|
|
||||||
Лопатки |
описаны |
дугами |
|
|
|
|
|
|
||||
окружности, у РК |
одинаковые |
|
|
|
|
|
|
|||||
Ъх и Ь2. Покрывающие диски — |
|
|
|
|
|
|
||||||
разной формы, как |
у РК с рас |
|
|
|
|
|
|
|||||
пределением |
меридиональных |
|
|
|
|
|
|
|||||
скоростей на рис. 2.4. Пере |
|
|
|
|
|
|
||||||
численные выше разнохарактер |
|
|
|
|
|
|
||||||
ные явления |
в данном |
случае |
трех модификациях покрывающего ди |
|||||||||
привели |
сначала к увеличению, |
|||||||||||
А |
ска, |
Mw æ 0,8: |
О |
Ьср = |
||||||||
а затем к снижению к. п. д. при |
^ср = 0,5 |
(Ь± + Ъ^у, |
||||||||||
увеличении |
выпуклости |
по |
= о,9-0,5 (Ьг + Ь2у |
□ - |
ьср = 0,8X |
|||||||
крышки. |
Напор |
уменьшался |
|
XO.'i (bi |
+ b2) |
|
|
|||||
монотонно. |
[8] сопоставлены РК с одинаковым распределением |
|||||||||||
В работе |
||||||||||||
нагрузки |
на |
лопатках |
при различной меридиональной форме, |
т. е. при различном b = / (г). Показано, что при прямолинейной образующей покрывающего диска эффективность может быть во всяком случае не ниже, чем при криволинейной образующей. Дальнейший опыт профилирования РК методом ЛПИ свидетель ствует о том, что к. п. д. колес с обычной прямолинейной обра зующей может быть чрезвычайно высок.
Относительная высота лопаток на выходе ô2/Z)2. Выбор отно сительной высоты лопаток в общем виде рассмотрен в п. 2.2. При работе РК с лопаточным диффузором при заданном фт угол выхода потока из РК может меняться в широких пределах: а2^ 5 s 12°, позволяя выбрать оптимальное соотношение между диффузорностью межлопаточных каналов РК и степенью реактивности колеса [см. формулы (2.20)). Таким образом, речь идет о мини мизации суммарных потерь в колесе (уменьшаются с ростом w) и
диффузоре (увеличиваются с уменьшением £2). При работе колеса с БЛД приходится принимать во внимание более жесткое огра ничение: а2 ^ 20^-25°.
Опытные данные показывают сильное влияние диффузорности РК (т. е. выбранного 62 при прочих заданных размерах) на работу
w |
|
——1г---!1— |
ступени. При неблагоприятном |
рас |
|||
|
пределении скоростей на ОПТ умень |
||||||
|
|
1ъ^2^7 |
|||||
0,8 |
Fч |
|
шение |
б2 |
повышает эффективность |
||
———■ |
колеса |
и |
ступени. На рис. 2.33 по |
||||
|
казано влияние б2 на распределение |
||||||
о,4 |
) |
||||||
скоростей. Большое замедление вдоль |
|||||||
|
-----* |
задней стороны сменяется конфузор- |
|||||
о 1 |
hlhк» |
ностью. Газодинамические параметры |
|||||
колеса и ступени на оптимальном |
|||||||
|
|
режиме |
в |
зависимости от bjb^ |
по |
||
0,8 |
|
|
казаны |
на |
рис. 2.34. Максимальная |
||
|
|
|
|
|
|
4*
о
V
0,8
0 4
Гч
р
ь,/ь2-•3,68
S J)
0,5 |
$ О,e s 0,15 0,85 0,35 Г |
Рис. 2.33. Распределение ско ростей у РК ПЦК с рл2 = 90° (лопатки в виде дуг окруж ностей) при 62 — var, Вг — = const
Рис. 2.34. Влияние b1lb2 (диффузор ности РК) на газодинамические пара метры оптимального режима ступени РК + БЛД + ВУ (Рл2 = 90°, лопат ки в виде дуг окружностей) при Мм «
« 0,8 [8]
эффективность колеса и даже ступени достигается при w > 0,85, несмотря на то что степень реактивности очень низка в этом случае (менее 0,5).
Анализ обширных экспериментальных данных показывает об щую закономерность: для обеспечения наивысшей эффективности РК отношение w должно быть не менее того значения, при кото ром wà в начале и в конце лопатки на относительных радиусах гвх и гвых (см. п. 2.8) примерно равны. Очень малые потери^в РК
могут иметь место при замедлении w ^ 0,7ч-0,67, если W соот ветствует рекомендациям п. 2.6. В случае, если для уменьшения потерь в диффузоре нужно повысить реактивность РК, возможны
численные значения w < 0,67. Из общего правила w3= const, обеспечивающего высокую эффективность РК, а также из усло вия wa > 0 следуют соотношения для w, по которым b2/D2 опре деляется из (2.2):
(2.64)
где в качестве первого приближения w я» 1 — Awcp/w'u но не ме нее, чем w > Awcplw'i при Кш = 0.
Соотношения для w в (2.64) получены из весьма упрощенного представления об эпюре скоростей как трапеции или треуголь ника (см. п. 2.6). Численное значение w по (2.64) можно принять в начале проектирования РК, имея в виду возможность после дующей корректироцки. Целесообразнее всего правильность вы бора Ь%проверить расчетом обтекания решетки, спрофилирован ной по рекомендациям п. 2.6 и 2.8.
2.6. Профилирование решетки в радиальной плоскости. Влияние газодинамических параметров
на эффективность
Схематизированная эпюра скоростей. В п. 2.6 излагаются ре комендации по проектированию РК ПЦК методом ЛПИ, в основе которого лежит предположение о связи эффективности решетки
с W — распределением скоростей невязкого газа по поверхностям лопаток на осесимметричной поверхности тока (на радиальной
плоскости в случае РК ПЦК). Влияние W на возможные потери в РК и отклоняющую способность решетки рассматривалось выше (см. пп. 2.3 и 2.4). Ниже вводятся параметры эпюры скоростей,
характеризующие W количественно.
Рассмотрим W для расчетного режима, близкого к безудар ному обтеканию. Если пренебречь протяженностью участка бы строго роста нагрузки лопатки гу ... гвх и разгрузки гвых ... г2 (понятия о гвХ и гвых будут введены в п. 2.8) и приближенно пред
ставить W = / (г) как линейные зависимости, эпюра скоростей превратится в трапецию (рис. 2.35). Величины wt и w2 заданы размерами РК, определяемыми по рекомендациям п. 2.5. Тогда форму трапеции определяют величины нагрузки Агйх и Aw2.
Весьма важным критерием W является средняя нагрузка, завися щая от напора, создаваемого решеткой. Она определяется следую щими соотношениями:
Ар = р Дм)-шср; шср = 0,5 (ш^ + шп); /п = 2ягтЬрдоsin р.
Приняв É уравнении для m среднерасходную скорость w равной wcр, получим
Фт = |
г |
Лw |
(2.65) |
2я |
% dl, |
||
где dl = dflsin р, т. е. dl — элемент линии тока. |
аср = |
||
Учитывая, что / ?» (г2 — Ax)/sin рср, /ср = 2ягор/г, |
|||
— 4ртср sin рср, и заменив в |
(2.65) |
подынтегральные выражения |
через их средние значения, получим следующие выражения для
средней |
нагрузки: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Да»сР = 2ятСР |
я|?т л |
n W |
CP — |
z |
|
|
|
(2.66) |
||
|
Awr |
|
Фг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ |
СР |
|
ьСР * |
|
|
|||
|
|
лСР sin Рср//аср ’ |
|
|
Г СР |
|
|
||||
Если |
приближенно |
принять |
/ я» /л, т. е. длину |
линии тока |
|||||||
от г до |
1 принять равной длине средней линии лопатки, то Шср |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
и //flcp предстанут как пара |
|||||
|
|
|
|
|
|
метры густоты решетки. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Соотношения (2.66) демон |
||||
|
|
|
|
|
|
стрируют |
связь |
средней на |
|||
|
|
|
|
|
|
грузки |
с напорностью РК и |
||||
|
|
|
|
|
|
густотой решетки или числом |
|||||
|
|
|
|
|
|
лопаток. Очевидно, что Ашср |
|||||
|
|
|
|
|
|
не может |
выбираться произ |
||||
|
|
|
|
|
|
вольно |
и |
является |
важным |
||
|
|
|
|
|
|
параметром W. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Для |
|
схематизированной |
||
|
|
|
|
|
|
эпюры |
вводятся |
следующие |
|||
|
|
|
|
|
|
определяющие |
параметры, |
||||
|
|
|
|
|
|
важные для оценки аэродина |
|||||
|
|
|
|
|
|
мических |
свойств |
решетки: |
|||
Рис. 2.35. Схема |
W с различным распре |
w'i |
— безразмерная |
скорость |
|||||||
на |
входе |
в решетку; w = |
|||||||||
|
делением нагрузки: |
1, |
|
z=w'2/ w i — средняя |
диффу- |
||||||
—к», —1; |
---------- К„ |
|
|||||||||
|
зорность; |
Ддаср — средняя |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
нагрузка; |
Kw = |
à w J A w ^ — |
коэффициент распределения нагрузки, определяющий форму услов ной трапецеидальной эпюры.
Приведем некоторые важные соотношения между параме трами W.
Скорость в начале задней поверхности лопатки |
|
w3. вх = wi. + 0,5/Cto Aâ>cp. |
(2.67) |
Диффузорность вдоль задней поверхности (до начала раз* грузки)
|
w[w-{-Awcp(2—Kw) |
(2 68) |
^ 3 ---- ^ 3 . ВЬ’х / ^ 3 . В Х ---- |
w 'i - ) - 0 ,5/С м , Л й Ср |
|
|
|
ЦПолное замедление вдоль задней стороны с учетом участка разгрузки
Wп |
'•Wf2/ W 3 |
вх = ' |
wxw |
|
при |
w3 |
|
|
+ 0,5/Си, АшСР |
|
|||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
||
^ тяу -- |
|
|
при |
г^з > |
1. |
(2 6 9 ) |
||
1+ 0,5АwCP(2—Kw) |
|
|||||||
Замедление вдоль |
передней стороны |
|
|
|
||||
|
|
|
|
w[w—0,5AOJCP(2—Kw) |
( 2 .7 0 ) |
|||
|
Wn — Wjjt вых/^п. вх : |
w{ — 0,5/Сш АшСР |
||||||
|
|
|
|
|
|
Отметим, что при рассмотрении замедления на передней сто роне участок w{ ... wn, вх во внимание практически может не при ниматься, так как в этой области в основном имеет место не за медление, а ускорение от передней критической точки с w = 0
ДО й)п. вх.
При Kw = 0 и w3 = w3t вых/^з. вх ^ 1 достигается мини мально возможная для данной решетки местная скорость на про филях, равная в этом случае w[. Это должно способствовать сни жению до минимума негативного влияния сжимаемости, увеличи вая значения Мкр для данной решетки, а также общему снижению потерь из-за снижения уровня кинетической энергии в межлопа точных каналах. Одновременно уменьшается общее замедление вдоль задней стороны штах, в то же время замедление вдоль перед ней стороны больше, чем при Kw > 0. Замедление wa достигает минимального значения w = Дwcv/w{. При отрицательном wn тео ретически должно иметь место описанное в п. 2.3 обратное течение невязкого газа на передней стороне лопатки.
Густота решетки, средняя нагрузка, число лопаток. Средняя нагрузка на лопатки является важным газодинамическим крите рием, определяющим уровень скоростей в решетке, замедления вдоль их поверхностей, интенсивность вторичных потерь, вели чину потерь трения (через смоченную поверхность — число лопа ток). Можно полагать, что оптимальная нагрузка не слишком различается для колес разных типов. Тогда оптимальное число лопаток может быть определено из (2.66)
2JITQP
( 2 .7 1 )
I Ашср. опт
Для оценки гопт можно принять
? = ‘ - h
4 Селезнев К. П. |
97 |
Для колес традиционной конструкции подробные исследова ния РК с различной густотой решеток были предприняты Ф. С. Рекстиным и А. М. Симоновым, по чьим результатам на рис. 2.36 показано влияние числа лопаток на максимальный к. п. д. рабочих колес с f$JI2, равным 20; 49 и 90° (соответственно сплошные, штриховые и штрихпунктирные линии). Там же пока зана средняя нагрузка и параметры густоты решетки l/tcp и //аср:
WCP = |
0 — rù/\(n/z) (1 + ri) sin [(рл1 + |
рл2)/2]}; |
J |
(2J2 ) |
= |
(1 —rùl\(nlz) (1 +?i) тср sin2 [(рл1 + |
рл2)/2]|. |
J |
|
Iftcp
ifacp
№
16
8
0
Рис. 2.36. Влияние числа лопаток на максимальный к. п. д. РК, среднюю нагрузку и параметры густоты ре
шетки |
по данным работ |
[57>, 58; 67] при М„ |
0,6: |
|
|
РЛ2 = 20°; |
рД2 = |
49°; |
6л2 = |
|
= |
90° |
|
|
Видно, что |
максимальный |
к. п. д. |
достигается в некотором |
диапазоне чисел лопаток. Менее густые решетки обычно имеют лучшую зону работы, особенно при высоких Мы. С учетом этого
значения 1/аср. опт |
4,0-г-5,0 и Ашор. 0Пт = |
0,25ч-0,35 |
(до 0,4 |
у «насосных» колес). |
|
нагрузки |
на опти |
На рис. 2.37 показаны значения средней |
мальном режиме для ряда наиболее эффективных колес ЛПИ. Колеса имели существенные различия по напорности и расход ное™, расчетной величине М„ и втулочному отношению (гт, я» 0,2-4-0,5). Результаты показывают, что высокий к. п. д. обес печивается для самых разных колес при Дй>ср 0,25 -т-0,35. В этих пределах среднюю нагрузку можно варьировать без ущерба
для к. п. д., добиваясь наилучшего распределения скоростей на ОПТ (см. п. 2.8). Для выбора числа лопаток рекомендуется соот ношение (2.71). Целесообразно выбрать z, приняв Дй)ср. опт
æ 0,3, затем спрофилировать решетку по рекомендациям п. 2.8 и в случае необходимости откорректировать Дшср и z.
Для оценки числа лопаток можно воспользоваться также вто рым соотношением (2.72), имея в виду //аср. опт ^ 4,0-г-5,0 [12].
Рациональное распределение скоростей по поверхностям ло
паток. На рис. 2.38 показаны W для расчетных режимов колес традиционной конструкции с различной напорностью. Пик ско рости на задней поверхности лопаток в области входа связан
AwCp
0,д5
0,25 |
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рис. 2.37. Значения сред |
Рис. |
2.38. |
Распределение |
скоростей |
||||||||
ней нагрузки на оптималь |
в |
колесах |
традиционной |
конструкции: |
||||||||
ном режиме для ряда вы |
а — рЛ2 = 22° 30' ; б — рл2 = 61° 30' |
|
||||||||||
сокоэффективных |
колес |
с распределением нагрузки, |
характер- |
|||||||||
ЛПИ: |
|
|||||||||||
• - колесо |
1Л-;М |
(Мм = |
ным |
для |
значений |
Kw æ |
1. |
Неблаго- |
||||
=0,6 , ф р = |
0,050); |
© -- У1 |
приятный |
характер |
распределения |
ско |
||||||
(Ми = 0,8, |
Фр = |
0,077). |
ростей несколько сглаживается конфу- |
|||||||||
■ - колесо |
1-0,25 0,044 |
|||||||||||
(ми = 0,79, |
Фр = |
0,0Ь2); |
зорностью течения |
во второй половине |
||||||||
▲ - колесо |
2-•0,25-0,059 |
межлопаточного канала. |
Тем не менее |
|||||||||
ф Р = |
0,063); |
|||||||||||
(м « = 0,79, |
опыт |
|
показывает |
нежелательный |
ха |
|||||||
л - колесо |
1-0,25 0,030 |
|
||||||||||
(м « = 0,79, |
Ф Р = |
0,067); |
рактер |
W с |
пиком скорости у входа, |
|||||||
□ - 1А |
двухъярусное |
|||||||||||
(м« = 0,79, |
ф р == 0,0725); |
особенно |
при больших |
р, когда воз |
||||||||
о - 2А |
двухъярусное |
можность обеспечить последующую кон- |
||||||||||
(м « = 0,79, |
ф р - - |
0,07) |
фузорность |
ограничена. Колеса с боль |
шим /Сши пиком скорости у задней поверхности снижают эффектив ность уже при Ми > 0,7-г-0,8 [8; 48]. В этих работах также испы
таны РК с различными по характеру W. На рис. 2.21 показано рас пределение скоростей, характерное для наиболее эффективных РК. Колеса с распределениями скоростей по рис. 2.39 показали худшие результаты. При формулировании требований к наиболее рацио
нальной форме W принималась во внимание также и ее трансфор мация при изменении режима работы РК. Для РК средней и
большой напорности при w ^0,65-г-0,70 особенности такого W следующие (см. рис. 2.21).
1. |
Скорость w3, вХ является максимальной на профиле и вход |
ная часть лопаток должна быть спрофилирована таким образом, |
|
чтобы |
получить возможно меньшую |
2.Вдоль задней стороны лопатки на протяжении примерно 80—85 % от ее радиальной протяженности скорость выдержи вается постоянной или незначительно возрастает, затем следует разгрузка с плавным уменьшением w3.
3.Диффузорность на передней стороне весьма велика (wn ^ 0,25), но это не является препятствием получения высокого
L
¥ |
JJü\\ |
|
|
||
|
|р |
1 |
|
|
|
олл |
|
— |
% |
||
|
|
|
|
N |
|
|
1 |
\ V \ |
|
||
0,5 |
1 |
|
|
|
|
|
и$ V |
{ / |
// |
||
|
1 |
|
ч |
ч.^ ^\ |
|
0,3 |
|
\ч |
|
7 |
|
0J |
1! |
|
|
|
|
0,5к |
|
0,7 |
0,9 |
||
Рис. |
2 39. |
Примеры |
рас |
||
пределения |
скоростей |
по |
|||
средней |
|
линии |
лопатки |
||
для различных колес: |
|||||
------------РК |
ЗС; |
----------------- |
|||
РК |
6К , ---------------РК |
iK, |
|||
|
------------ РК |
Д |
|
к. п. д., так как срывы на передней стороне отсутствуют (см. п. 2.3).
При w > 0,8, что характерно для низконапорных РК, выполнение пер
вого |
условия может привести |
к слиш |
ком |
малой средней нагрузке, |
поэтому |
при |
соблюдении второго и |
третьего |
условий |
нужно |
принять w3t вх > |
|
>®з. вх mm» |
но не больше, чем это тре |
||
бует достижение |
Ашср. 0Пт. |
||
При |
w3 < |
0,7-f-0,75 (у высоконапор |
ных колес может казаться желательным для повышения реактивности РК) вмес то второго условия следует принять w3 < 1. Однако такое решение следует принять, если уменьшение потерь в НЭ при росте Q компенсирует всегда за метное снижение к. п. д. колеса. Не ре комендуются w < 0 ,6 .
Реализация рекомендуемых W с помощью приближенного метода ре шения обратной задачи гидрогазоди намики описана в п. 2.8. Характерис тика типовых ступеней ЛПИ в прило жении и другие данные показывают высокую эффективность РК, спроекти рованных по этим рекомендациям. Дета лизация и дальнейшее уточнение описан
ных W также, вероятно, возможны.
Профиль лопаток. Профилирование по заданному W позво ляет определить форму средней линии лопаток в виде рл = f (г) или в другом виде. Форма профилей лопаток может быть выбрана с учетом газодинамических и конструктивных требований. В ра боте [77] указано на эффективность лопаток крылового профиля. Из-за некоторого технологического усложнения и невозможности применения РК с приклепанным покрывающим диском практи чески нашли применение лопатки постоянной толщины с тем или иным заострением входных и выходных кромок.
На рис. 2.40 показано влияние толщины лопаток на распреде ление скоростей невязкого потока при Ф == const, т. е. ix = const. Чем толще лопатки, тем заметнее ударный характер обтекания и