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 сверхзвукового потока в канале сопровождается возникновением скачков уплотнения, которые приводят к значительным потерям энергии, называемыми волновыми потерями. Ещё большие потери возникают от взаимодействия скачков уплотнения с пограничным слоем, что вызывает крупномасштабный отрыв пограничного слоя.

 

Рисунок 2.47 Скачки уплотнения в турбинной решетке

 

Рисунок 2.48 Скачки уплотнения в компресорной решетке

Данный вид потерь начинает проявляться при скорости в канале от и выше. Волновые потери составляют значительную часть суммарных потерь, и их доля увеличивается с ростом скорости.

На рисунке 2.49 приведена графическая зависимость профильных потерь в элементарной турбинной решетке от изоэнтропической скорости истечения из нее . Видно, что потери энергии в элементарном ЛВ меняются с изменением немонотонно. При некотором значе­нии =0,8…...0,9 потери минимальны.

 

Рисунок 2.49 – Зависимость профильных потерь от изоэнтропической скорости в решетке

При малых увеличение скорости приводит к утонению погранслоя, что обуславливает снижение zпр. С увеличением относительно =0,8…...0,9 скорость вблизи спинки продолжает возрастать, возникают местные области сверхзвукового течения и связанные с ними волновые потери. В результате действия этих факторов zпр существенно возрастает. Причем следует обратить внимание на интенсивный рост профильных потерь при достижении скорости звука.