P4250116

192

Z badan doświadczalnych otrzymano wzór pólempiryczny:

(V1.23)

którego wynika, rc straty od niestacjonarności wyrażone współczynnikiem

stosunku ljt_k, stosunku u. c, oraz od kątów (/?, + /ł-).

Uwaga: we wzorze (VL23) kąty podano w stopniach. C₀ oznacza tu straty profilowe stacjonarne w palisadzie wirnikowej.

Nierównomiemosć pola prędkości względnych x_W| jest proporcjonalna do merów nomierności pola prędkości bezwzględnych za kierownicą, patrz (V1.21). Według Stiepanowa (Stiepanow G. Ju. Gidrodinamika reszetok turbo-

*. - 7^- as

maszin, 1962):

gdńc: x — odległość od płaszczyzny wylotu z kierownicy mierzona w kierunku osi turbiny. t_k — podziałka palisady kierowniczej, a, = a,_# — kąt efektywny kierownicy. <T_r0 - współczynnik strat profilowych podstawowych w palisadzie kierowniczej.

W zór ten jest ważny dla niezbyt małych wartości x/t_k. Zgadza się on nieźle z wynikami doświadczalnymi.

Podstawiając (V1.24) i (VI.2l) do wzoru (V1.23) otrzymujemy wzór pozwalający obliczyć odniesione straty od niestacjonarności w palisadzie łopatek wirnikowych:

>o

Co

0,33 ——(fi, +0₂)sinx

- u

I —2—cos z, +1

(V1.25)

Wzór ten skonfrontowano z eksperymentami na maszynach modelowych uzyskując niezłą zgodność.

2_5. Optymalizacja luzu osiowego

Jednym z istotnych problemów przy projektowaniu stopnia jest dobór zakrytego luzu osiowego. Z równania (V1.25) wynika, że straty od niestacjonarności w wieńcu wirnikowym maleją ze wzrostem odległości między płaszczyzną wylotu z kierownicy a płaszczyzną wlotu do wieńca łopatek wirnikowych

i

k

Z drugiej strony w przestrzeni tej zachodzą dodatkowe straty tarcia o ścianki boczne kanału i straty przeskokowe.

W przypadku budowy bębnowej ze swobodnie stojącymi łopatkami (bez bandaży) straty tarcia o boczne powierzchnie ograniczające wynoszą [48]

.    (V1.26)

gdzie: x_x — luz osiowy zakryty przed łopatkami wirnikowymi, x₂ — luz osiowy zakryty za łopatkami wirnikowymi, c_f — współczynnik strat tarcia, przeciętnie

c_f = 0,003 - 0,006.

Straty £_ri, (n ^s4 ^na ogól pomijalnie małe.

Trudniej obliczyć straty w szczelinie międzywieńcowej w stopniu tarczowym, gdzie występują luzy otwarte i przykrycia. W przybliżeniu

■    °»⁰⁴*oi r _ 0’⁰⁴

sina! /, *    ⁰² sin0₂ 1

Straty te są około 10 razy większe od strat w luzie zakrytym. Współczynnik 0,04 przedstawia średnią wartość eksperymentalną. Podane wartości zakładają korzystny dobór przykryć Al_z, Al_w, które powinny wynosić

j « 0,008,    (VL28)

przy czym w obszarze

j 4 0,010

wpływ przykryć na straty jest niewielki, zbyt duże wartości Al/l powodują wyraźniejszy wzrost strat.

Ze wzorów (V1.27) wynika, że straty £„ rosną proporcjonalnie do wartości luzu osiowego. Korzystając ze wzorów (YI.25) i (V1.26) lub (Vl.27) można obliczyć sumaryczny wpływ wielkości luzu osiowego otwartego na straty w stopniu i wyznaczyć optymalną wartość luzu zakrytego (rys.., VI. 15), dla której sprawność stopnia osiąga maksimum. Korzystne wartości luzu leżą w obszarze

£iopt = (0,l-0,3)-r_k.    (V1.29)

W dość dużym zakresie zmiana luzu ma niewielki wpływ na sprawność. Można to wykorzystać dla zmniejszenia sił wymuszających drgania łopatek.

U - Maszyny Pnepl i 10