Расчет геометрического сопла В рамках одномерной модели расчет геометрического сопла строится на основе системы двух уравнений стационарного энергетически изолированного течения идеального газа в канале переменного сечения при постоянном расходе:
v2
G = р • v • S = const; i + — = i0.
2
Основным соотношением, связывающим изменение площади сечения с параметрами газа, является функция расхода
S р. v / k + 1 \1/(k-1) / k — 1 \1/(k-1)
Ґ = =р+Л Л 1 - k—1 Л2) . (6.49)
S ркр• vKp V 2 J V k + 1 ) K '
В практических расчетах удобно пользоваться соотношением, получаемым из (6.49)
G у/%
k ( 2 \(k+1)/(k-1)
|
SKP Р0 \ |
r urr =^ (6'50)
Для воздуха (k = 1.4, R = 287 Дж/кгК) выражение (6.50) приобретает вид (g = 9.8 м/с2)
G у/%
~ 0.4.
gSKpP0
6.3.7 Лабиринтные уплотнения
Лабиринтные уплотнения применяются для уменьшения утечки газа через зазоры между подвижными и неподвижными элементами турбомашин. Они состоят из нескольких поставленных друг за другом гребней (рис.6.19). Закрепленные в статоре машины гребни образуют с поверхностью ротора узкие кольцевые отверстия с острыми кромками (щели); между гребнями формируются обширные пространства (камеры), в которых вытекающий через щель газ полностью или частично тормозится. При этом кинетическая энергия потока частично или полностью гасится, переходя в тепловую. Если в промежуточных камерах кинетическая энергия гасится практически полностью, то такое уплотнение называют ступенчатым. Уплотнение, в котором кинетическая энергия потока из предыдущей щели частично используется в последующей, называется прямоточным.
|
Рнс. 6.19: Лабиринтное уплотнение: 1 - сегмент уплотнения; 2 - гребешки; 3 - участок вала; 4 - расширительная камера |
Динамика потока в лабиринтных уплотнениях чрезвычайно сложна: при истечении через кольцевую щель реализуется неравномерное распределение скоростей, возникает вихреобразование, вязкая диссипация (необратимый переход части механической энергии в тепловую). Вращение частей лабиринта в работающей турбомашине также оказывает заметное влияние на структуру потока и расход газа, поэтому описание процесса течения газа через лабиринт производится на упрощенных моделях. Ниже приводится одна из них модель Стодолы [7].
предыдущаяследующая
