270 (39)

440

W stopniu o budowie tarczowej występują przepływy wtórne oznaczone na rysunku X1.5: m₄ — przepływ przez dławnicę wewnętrzną, m₀ — przepływ przez otwory wyrównawcze, m, — przepływ przez szczelinę osiową.

Kierunek przepływu m₄ jest zawsze taki jak na rysunku, bo ciśnienie przed stopniem p₀ pozostaje zawsze większe od ciśnienia za stopniem i ciśnień pośrednich p,, p_r

Kierunek przepływu w otworach wyrównawczych (odciążających) zależy od tego, czy p_x > p₂ czy też p_x < p₂. Podobnie przepływ w szczelinie u stopy łopatki m, może mieć kierunek pokazany na rysunku lub też kierunek odwrotny.

W obliczeniach należy uwzględnić zmienność ciśnienia międzywieńcowego p, wzdłuż łopatki (rozdział V11.7), jak również zmienność ciśnienia p_x wzdłuż promienia.

W celu obliczenia przecieków m, operujemy ciśnieniem p,„ u stopy łopatki Piw = Pł+ewlPo-Pz)    (X1.22)

oraz ciśnieniem na promieniu zewnętrznym komory

Pxw = P_x+Ap_x,    (XI-23)

gdzie p_x jest wartością średnią, zaś wyraz ńp_x uwzględnia efekt pompowania tarczy

Ap_x = a—.    (X1.24)

^vi

Według oszacowania teoretycznego

a « 0,023.

Okładamy, że ciśnienie przed otworami odciążającymi równe jest średniemu ciśnieniu w komorze. Wielkość tę będziemy pisać bez kreski

Px * Px-

Umawiamy się traktować kierunki zaznaczone na rysunku X1.5 jako dodatnie. Rozpatrzymy dwa podstawowe przypadki:

Przypadek A przepływy jak na rysunku X1.5 (odsysanie):

m_x >0, m_d > 0,    (A)

czyli

Ptw> Pxwt P_x> Pz-

Dla tego przypadku z bilansu przepływów wynika

m_g = m_d+m,.    (XL25)

Przypadek B (zasysanie):

(B)

m_$ <0, m_d > 0,

czyli

Piw < Pxw, P, > Pł-Dla tego przypadku obowiązuje relacja

(XI .26)    M

m_d = m_a+ni,.

Gdy tarcza wirnikowa nie ma otworów wyrównawczych, wówczas m₀ = 0 i obowiązuje wyłącznie przypadek

m_d — ^m*'    (C)

Piw ^ Pxw

Natężenie przepływu w otworach wyrównawczych i w szczelinie osiowej można obliczać z uśrednionego równania ciągłości:

0)

m = uA

v

Ponieważ spadki entalpii w szczelinie i w otworach są niewielkie, skorzystamy ze wzoru Bemoulliego

wobec tego

c — yj2vAp,

odpowiednio dla szczeliny osiowej

i otworów wyrównawczych

,IPlw-P*wl

^mo = Po^Ao. ²

.Pjc-Pz

(2)

(3)

(X1.27)

(X1.28)

przy czym u, « u_x « v₂ ss p.

Przepływ przez dławnicę wewnętrzną należy potraktować inaczej. Zakładając niewielką reakcyjność przyjmiemy, że przy skutecznie działających otworach wyrównawczych p_x « p₂.

Zgodnie z I wzorem Stodoli (VI 11.40)

gdzie

gajM

fetl

(XI29)