рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Потери трения и концевые потери

Потери трения и концевые потери - раздел Математика, Базовые уравнения теории лопаточных машин и общие закономерности их рабочего процесса При Течении Вязкого Газа В Межлопаточном Канале На Поверхности Лопатки И На К...

При течении вязкого газа в межлопаточном канале на поверхности лопатки и на концевых поверхностях образуется пограничный слой. Это тонкий слой газа, непосредственно соприкасающийся с поверхностью обтекаемого тела, в котором проявляется эффект вязкости. Пограничный слой характеризуется большим градиентом скорости: в нем величина скорости потока меняется от нулевого значения на поверхности стенки до 99% величины местной скорости потока (рисунок 2.40). Таким образом, любое течение можно условно разделить на две части: пограничный слой, где влияние вязкости значительно, и ядро потока, где влияния вязкости практически нет.

Существенное влияние вязкости в пограничном слое приводит к тому, что между слоями газа, движущимися в нем, возникают силы трения, которые уменьшают скорость потока. Энергия, затрачиваемая на преодоление сил вязкого трения, называется потерями энергии на трение. Потери трения наблюдаются во всех пограничных слоях, т.е. при обтекании любого предмета. В межлопаточном канале, потери, связанные с трением в пограничном слое, наблюдаются на поверхности лопатки и на концевых (втулочной и периферийной) поверхностях межлопаточного канала.

 

Рисунок 2.40 – Пограничный слой на лопатке турбомашины

Величина потерь трения зависит от толщины пограничного слоя. Чем он толще, тем больше потери трения. Толщина пограничного слоя в свою очередь зависит от скорости в межлопаточном канале, шероховатости поверхности лопатки, числа Рейнольдса.

Поток, набегающий на входную кромку лопатки, разветвляется на две части: часть движется вдоль спинки, другая вдоль корытца. От этой точки на лопатке образуется ламинарный пограничный слой, струйки газа в котором параллельны обтекаемой поверхности. В некоторой точке ламинарный пограничный слой теряет устойчивость и переходит в турбулентный (рисунок 2.40 и 2.41). Толщина погранслоя при этом резко возрастает, что увеличивает потери трения. Исследование характера течения после перехода ламинарного течения в турбулентное показало: несмотря на то, что течение в погранслое является турбулентным, вблизи стенки, течение сохраняется ламинарным. Эта зона небольшой толщины называется ламинарным подслоем. Ее существование объясняется близостью твердой стенки, которая препятствует переносу частиц газа поперек потока. Турбулентный слой и ламинарный подслой не имеют четко выраженной границы. Их разделяет переходный слой, в котором течение в зависимости от времени бывает то турбулентным, то ламинарным.

Очевидно, что характер турбулентного слоя (ламинарный или турбулентный) существенно влияет на величину потерь трения. Так как в ламинарном слое потери меньше, то лопаточные венцы стремятся проектировать так, чтобы точка перехода ламинарного слоя в турбулентный находилась как можно ниже по потоку.

 

Рисунок 2.41 – Переход ламинарного течения в турбулентное

 

 

Рисунок 2.42 – Структура пограничного слоя

При некоторых условиях пограничный слой может отрываться от поверхности обтекаемого тела, что приводит к увеличению потерь. Отрыв потока возникает на участках профиля со значительной диффузорнотью и большой толщиной пограничного слоя. Поэтому для снижения вероятности появления отрыва погранслоя необходимо проектировать венцы с умеренной диффузорностью и тонкими погранслоями. Утонения погранслоя можно добиться за счет увеличения местной скорости потока.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Базовые уравнения теории лопаточных машин и общие закономерности их рабочего процесса

В данном разделе будут подробно рассмотрены основные уравнения ле жащие в основе теории лопаточных машин Рассматриваемые уравнения пред ставляют.. Для упрощения получаемых соотношений при выводе уравнений будет по лагаться.. Сделанные допущения позволят упростить получение и анализ рассматри ваемых уравнений Однако это принципиально не..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Потери трения и концевые потери

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Параметры торможения
Параметры состояния неподвижного газа, как известно, включают в себя давление p, температуру T и плотность r. Эти параметры называют истинными или термодинамическими. Ин

Безразмерные скорости в теории турбомашин
В теории турбомашин не удобно пользоваться физической скоростью. Это связано с тем, что на практике важнее знать не саму величину скорости, а то как она соотносится со скоростью звука. Дело в том,

Газодинамические функции
Газодинамические функции представляют собой безразмерные функции приведенной скорости l или числа Маха М, равные отношениям важнейших параметров, характеризующих одномерный поток в ра

Уравнение неразрывности
Уравнение неразрывности является записью закона сохранения массы применительно к течению рабочего тела в лопаточных машинах. Рассмотрим участок стационарного потока рабочего тела в канале

Уравнение энергии в механической форме в абсолютном движении
Рассмотрим установившееся стационарное течение рабочего тела через произвольную лопаточную машину. В потоке вблизи поверхности пера лопатки выделим произвольную бесконечно малую частицу, движущуюся

Уравнение энергии в механической форме в относительном движении
Рассмотрим установившееся стационарное течение рабочего тела через рабочее колесо произвольной лопаточной машины. Рабочее колесо вращается с постоянной угловой скоростью w. В потоке вблизи поверхно

Уравнение энергии в тепловой форме в абсолютном движении
Запишем уравнение сохранение энергии в механической форме в абсолютном движении в дифференциальном виде (2.3.6). При этом учтем, что плотность обратно пропорциональна удельному объему :

Уравнение энергии в тепловой форме в относительном движении
Запишем уравнение сохранение энергии в механической форме в относительном движении в дифференциальном виде (2.3.18). При этом учтем, что плотность обратно пропорциональна удельному объему :

Уравнение количества движения
В процессе проектирования ЛМ часто возникает необходимость определения усилий, действующих со стороны потока на лопатки (или наоборот). Для решения таких задач можно использовать известный из теоре

Уравнение моментов количества движения
Из теоретической механики известно, что равнодействующая всех сил R, действующих на тело массой mT и скоростью сT, отстоящее от оси враще

Влияние частоты вращения на работу ступени
Влияние частоты вращения n на работу ступени турбомашины наиболее наглядно иллюстрируется на примере наземных ГТУ НК-36 и НК-37 разработанных в ОАО СНТК им. Н.Д.Кузнецова. Обе

Понятие о треугольниках скоростей
Влияние разности на работу ступени и способы ее увеличения целесообразно рассматривать, опираясь на треугольники и план скоростей. Поэтому вначале разберемся, что это такое.  

Влияние разности на работу ступени
Величина разности проекций абсолютных скоростей определяется углом поворота потока в решетке ЛВ и может быть легко показана на плане скоростей. На рисунке 2.36, а приведен план скоростей компрессор

Основные закономерности течения газа в межлопаточных каналах и механизмы возникновения потерь
Как отмечалось ранее, часть энергии подводимой/отводимой в турбомашине расходуется на преодоление гидравлических потерь в проточной части. Рассмотрим, куда и почему расходуется энергия при прохожде

Кромочные потери
За выходными кромками лопаток конечной толщины образуется разрежение (донный эффект). В эту зону разрежения стекают пограничные слои и подсасываются частички из ядра потока (рисунок 2.43). За решет

Потери связанные с отрывом потока
Качественно спроектированный венец обтекается потоком таким образом, что линии тока на расчетном режиме повторяют форму профиля. Однако часто поток отрывается от поверхности. Обычно это происходит

Волновые потери
Скорость газа в решетке турбомашин может достигать и даже превышать скорость звука. В компрессорах сверхзвуковая скорость наблюдается на входе в решетку. В турбинах – в косом срезе. Торможение свер

Вторичные потери
Важное влияние на общий уровень потерь в решетке турбомашины оказывают явления, происходящие вблизи втулочной и периферийной концевых поверхностей. Течение в этих областях носит сложный характер. И

Потери в радиальном зазоре
В проточной части турбомашин между торцами рабочих лопаток и корпусными деталями всегда имеется конструктивный зазор . Этот зазор необходим для того, чтобы исключить касание ротора о статор при вра

Потери в осевом зазоре
Влияние осевого зазора связано с образованием закромочных следов за лопатками, а также наличием градиента давлений между спинкой и корытцем. Эти факторы приводят к тому, что поле скоростей за решет

Дисковые потери
Диск рабочего колеса со всех сторон окружен рабочим телом. Поэтому при вращении диска на его поверхности образуется пограничны й слой, силы вязкого трения в котором оказывают тормозящее действие.

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги