рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Вторичные потери

Вторичные потери - раздел Математика, Базовые уравнения теории лопаточных машин и общие закономерности их рабочего процесса Важное Влияние На Общий Уровень Потерь В Решетке Турбомашины Оказывают Явлени...

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. Исследования структуры потока вблизи концевых поверхностей показывают, что наряду с основным течением в данных областях существует несколько паразитных течений, называемых вторичными. Все они наблюдаются в концевых пограничных слоях.

Поскольку движение в межлопаточном канале происходит по криволинейным траекториям, то давление на корытце лопатки больше, чем на спинке. Когда поток протекает через межлопаточный канал он уравновешен. Центробежные силы уравновешиваются градиентом давления от большого давления корытца к малому на спинке.

Но поток имеет неоднородное поле скоростей и давлений по высоте канала, особенно у концевых поверхностей, где наблюдаются большие градиенты параметров потока. Поскольку поток вблизи концевых поверхностей имеет более низкую скорость и кинетическую энергию, чем в ядре, возникает неуравновешенность между силами давления и инерционными силами.

Таким образом, поток у концевых поверхностей прижимается к спинке. Попадая на спинку, вторичные токи вызывают набухание пограничного слоя в месте сопряжения концевой поверхности и спинки и затем его отрыв. Такие вихревые структуры образуются вблизи втулки и периферии. По этой причине данное явление получило название парного вихря. Оба вихря вращаются в противоположные стороны и направления их вращения соответствуют направлению перетекания.

Второе вторичное течение получило название подковообразного вихря и связано с взаимодействием пограничного слоя на концевой поверхности с телом лопатки. Его природу можно объяснить следующим образом. Тело лопатки начинает влиять на концевой пограничный слой примерно на расстоянии одного шага от входной кромки, что приводит к торможению потока и утолщению пограничного слоя по мере приближения к входной кромке. В то же время должно произойти разделение концевого пограничного слоя между спинкой и корытцем. Поскольку давление во втулочном пограничном слое меньше давления торможения на входной кромке, то разделение пограничного слоя происходит на некотором расстоянии от входной кромки лопатки с образованием подковообразного вихря (рисунки 2.51...2.53). Размер подковообразного вихря непосредственно перед кромкой лопатки РК составляет порядка 0,5…...1мм в диаметре. Эпицентр вихря располагается примерно на расстоянии 1мм от входной кромки.

 

Рисунок 2.50 – Вторичное течение в турбинном канале

Дальнейшее поведение подковообразного вихря определяется градиентом давления, действующим между корытцем и спинкой в межлопаточных каналах. Поток, ушедший после разделения на спинку лопатки, прижимается перепадом давления к поверхности лопатки. Оставшаяся часть потока под действием градиента давления от спинки к корытцу начинает смещаться к корытцу следующей лопатки, пересекая межлопаточный канал. Подобное разделение потока показано на рисунках 2.52 и 2.53.

 

Рисунок 2.51 - Вертикальная проекция подковообразного вихря перед входной кромкой лопатки

 

Рисунок 2.52 – Образование и дальнейшее поведение подковообразного вихря

 

Рисунок 2.53 – Подковообразный вихрь

Достигнув спинки лопатки после пересечения межлопаточного канала, вторичные течения начинают взаимодействовать с пограничным слоем на спинке лопатки, а также с потоком, текущим в межлопаточном канале. Взаимодействие с основным потоком приводит к образованию вихрей, которые расположены в межлопаточном канале вблизи спинки лопатки. К тому же вторичные потоки начинают подниматься по спинке лопатки, искривляя также линии тока потока, текущего в пограничном слое спинки. Развитие межлопаточного вихря и течение на спинке лопатки показано на рисунке 2.54. Следует заметить, что подобные потоки развиваются по длине межлопаточного канала, охватывая всёе большую и большую по высоте часть спинки.

 

Рисунок 2.54 – Увеличение размеров вторичного вихря на спинке

Вторичные течения вызывают значительные потери энергии. Их величина зависит в первую очередь от относительной высоты канала , а также от угла поворота потока в решетке (он определяет величину градиента давления между спинкой и корытцем). С уменьшением и увеличением угла поворота потока вторичные потери возрастают.

Кроме того наличие вторичных течений изменяет угол выхода из решетки, что отрицательно сказывается на величине получаемой работы.

 

 

Рисунок 2.55 – Структура вторичных течений в межлопаточном канале

– 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: Вторичные 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

Потери трения и концевые потери
При течении вязкого газа в межлопаточном канале на поверхности лопатки и на концевых поверхностях образуется пограничный слой. Это тонкий слой газа, непосредственно соприкасающийся с поверхн

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

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