Расчет спутного следа за направляющей решеткой турбины

Зоны кромочного следа

Схема безотрывного обтекания плоской одиночной решетки дозвуковым по¬током вязкой жидкости представлена на рис.1. При больших числах Рейнольдса по¬граничные слои на профиле будут достаточно тонкими, что позволяет всю область течения разбить на:

а) потенциальный поток (I);
б) пограничный слой (II).

Область, занятая кромочным следом, делится на три характерные зоны:
а) переходную зону (1), характеризуемую резкой неоднородностью нолей давле¬ний и углов;
б) основную зону турбулентного следа (2), где возможно пренебречь неоднород¬ностью полей статических давлений и углов;
в) зону после смыкания следов (3).

Далее будем рассматривать только основную область турбулентного следа (2), в которой, в основном, работают рабочие решетки.

В турбомашинах, где рабочий процесс состоит к силовом взаимодействии газа и вращающихся решеток, происходят сложные периодические нестационарные процессы.
В силу вязкости газа, обтекающего неподвижные решетки, и конечной тол¬щины выходных кромок последних, за выходной кромкой образуются спутные тур¬булентные следы, потери энергии, в которых характеризуется коэффициентом кро¬мочных потерь.
Рабочая решетка, пересекая при своем вращении кромочные следы, обтекается таким образом нестационарным потоком, что приводит:
1) К росту потерь энергии в решетке (потери от периодической нестационарности);
2) К появлению нестационарной возмущающей силы, вызывающей вибрацию ра¬бочих лопаток.
Эксперименты и теория показывают, что и дополнительные потере и дина¬мические силы пропорциональны неоднородности поля скоростей за направляющей решеткой.
Таким образом, знание поля скоростей за направляющей решеткой является необходимым при аэродинамическом и прочностном расчете турбомашин.

1. Степанов Г.Ю. Гидродинамика решеток турбомашин. Государственное издательство физико-математической литературы М., 1962, 512 стр.

2. Самойлович Г.С. Возбуждение колебаний лопаток турбомашин. «Машиностроение», М., 1975, 288 стр.

3. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М., Физматгиз, 1960, 715 стр.

4. Гиневский А.С. Теория турбулентных струй и следов. М., «Машиностроение», 1969, 400 стр.

5. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М., «Наука», 1973, 904 стр.

6. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М., «Наука», 1969, 742 стр.

7. Солохина Е.В. Исследование параметров потока в осевом зазоре газовой турбины. Труды МАИ, вып.68, 1956, с.61-81.