Файл: Жаров Г.Г. Судовые высокотемпературные газотурбинные установки.pdf

Скачать файл (17,03Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 213

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Таблица 19

Критериальные зависимости, полученные при определении среднего коэффициента теплоотдачи от газа к лопатке

А в т ор	Ф о р м у л а	R e
[ и с т о ч н и к ]

Г. С. Жирицкий,			Nu	=		wdep
		=	0,130Re°'6 6 e		0 '5
В. И. Локай	[20]
			Решетка 1

Г. С. Жирицкий,			Nu	=		wdep
		=	0,154	Re°-6 S 0	0 '5
В. И. Локай	[20]					Iі
			Решетка 2

М. Н. Бодунов		Nu = 0,271Re0 , 6 3 1				wxbp
[3]			Решетка 1			V-

И н т е р в а л	О п р е д е л я ю			і lb			Pi/Ps-
	щ и е		M		lib	b
и з м е н е н и я R e
	т е м п е р а т у р ы
7-Ю4 —3-Ю6	V- (<c),	1,21	0,5	0,715	— -	100	56/34
	P Vc, P)
7-Ю1 —3-Ю5	1-І Cc).	1,21	0,5	0,715	—	—	54/34
	P Vc, P),
	X ( * c )
1,5-105 —4-Ю5	v(0-	1,17	0,5	0,721	1,26	95,4	60/28
	P{t, P),

М. Н. Бодунов

Nu =

0,0646Re0 '7 3

Wjbp

1,5- 10s—5- 10Б

p(t, p),

1,17

0,5

0,576

1,5

79,5

40/30

[3]

Решетка 2

V-

А. Смит [106]

Wibp

4-Ю'1 —2-Ю6

1-1(4).

~ 1

—

0,75

—

35/54

Nu =

0,0205Re0 '8 8

Pit. p)>

¥•

со

А п т ор [ и с т о ч н и к ]

С. А. Эндрюс,

Р.С. Бредли

Е.Польман

Д. Эйнли

Ж- Вильсон, И. Поуп

К- Баммерт [2]

ХТГЗ

Ф о р м у л а

Nu = 0,169Re0 '6 6

Nu = 0,045Re0 '7 7

Nu = 0,100Re0-7

Nu = 0,150Re0 '6 5

Nu = 0,72Re0 -5 4 5

Nu = 0,394Re0 '5 1

w2bp

wdep

ал, ftp fi

w2bp

P-

wdep

P-

Продолжение табл. 19

Интервал	О п р е д е л я ю	rB /r*
и з м е н е н и я R e	щ и е	rB /r*	M	t/b	lib	b
	т е м п е р а т у р ы

4- 10і—4-106

8-10"—2-Ю5

8 • 10*—2 • 105

1,5-106 —7-Ю6

106—2.8-106

2-Ю4 —6-Ю4

P- ((a).		0,455	0,2—	0,62	2,0	25,4	45/45
Pit,	P),
\(tB)			1,0

V	(tc),	1,21	0,1	0,715	—	—	31/31
P Uc, P),\
K(tc)
Hit*),		0,82	0,6	0,687	2,4	26,6	45/33
Pit,	P),
Ч'в)
Pit,	P),	1,04	0,25	0,625	1,67	152	60/30
Ч ' в )
H	ik),	1,2	0,56	0,741	3,0	65,2	53/30
P ik, Pi),
M ' I )
M ' I )		0,93	0,25	0,805	1,87	36,4	75/28
P ihP),

М'в)

где для активных лопаток при Re = 3-Ю3 —4-Ю5

		п	= 0,65ч-0,74 ^	0,7	и с = 0,103;
для		реактивных	лопаток при Re =		7-Ю4 —2-Ю5
			я = 0,57 и с = 0,398.
Критериальные зависимости для определения среднего коэффи
циента		теплоотдачи	получены и рядом других исследователей. Наи
более	характерные		и применяемые	из	них при расчетах представ
лены	в	табл. 19. Широкое распространение из всех приведенных

зависимостей получили формулы (90) и (91).

Значительное количество критериальных зависимостей тепло обмена для турбинных лопаток часто приводит к некоторым затруд

нениям при их использовании. Это

объясняется

тем, что условия прове- о,п

ден и я опытов и способы их обработки

1 '°

бывают различные. Следует отметить,

д д

что условия

теплообмена, как прави-

ft'

Л О , О п р е д е л я е т Д Л И Н а ПО К О Н Т у р у O X - Of

лаждаемой лопатки

ламинарного

0,4

турбулентного

пограничных

слоев.

Опыты обрабатываются

в зависимо

0.2

сти от чисел

Нуссельта

и от

чисел

Рейнольдса, при этом

не учитывается

расстояние

до

точки

перехода

из

0,2

0,k

0,6 0,8

1,0

1,2 1,* г У

ламинарного

слоя в

турбулентный.

Рис.

85.

Зависимость

коэффициен

В наилучшей степени данный пе

та

с и показателя

степени п от

реход учитывает параметр у =

||2

параметра у.

который представляет собой, по существу, отношение ширин

горлового и выходного сечений турбинной решетки. Правда, параметр у полностью не отражает геометрию решетки и, следова тельно, не может учесть все факторы, влияющие на теплообмен. Од нако введение его в критериальное уравнение позволяет в значитель ной мере уменьшить расхождение опытных данных, полученных мно гими исследователями на различных по своим геометрическим харак теристикам решетках. С учетом безразмерного коэффициента у и обобщения многочисленных результатов полученных критериальных зависимостей в работе [29] рекомендуется новое критериальное уравнение

Nu = (0'0^805 — 0,0022) PrvsRe o,74Y M3, до)

Эта формула обобщает 17 критериальных зависимостей вида Nu = cRe"Pr"!.

На рис. 85 представлены зависимости коэффициента с и показа теля степени п от параметра у. Максимальные отклонения, вычислен ные для крайних значений чисел Re, составляют в девяти случаях менее 10%, в шести случаях 10 и 15% и в двух случаях 15—20%.

Для нахождения критериальной зависимости за характерный раз мер принимали среднюю длину обтекания профиля

/ = 0,5Р.

Определяющей считали среднеарифметическую скорость между значениями скоростей на входе и выходе. Плотность рассчитывали по средней температуре между температурой лопатки и температу рой торможения потока и среднему статическому давлению, а коэф фициенты теплопроводности и динамической вязкости — по темпе ратуре лопатки. Аналогичное обобщение опытных данных выполнено в работе [20]. Рассмотрим критериальную зависимость

Nu = 0,206Re°.6 6 Sr-°.5 8 .

(93)

Зависимость (93) получена в опытах на активных и реактивных

решетках	при изменении	числа Рейнольдса на выходе нз решетки
от 2 - Ю 5	до 1,5-10е, числа	Маха •—до 1, критерия	Sr от 45 до 6 и
Тст/Тг от 1 до 0,45.
При сопоставлении опытных и расчетных данных			по зависимости
(92) разброс значений составил около ± 1 0 % .

В работе [20] приведены критериальные зависимости для расчета средних коэффициентов теплоотдачи в наиболее характерных точ ках по профилю лопатки.

Среднее значение коэффициента теплоотдачи по обводу входной

кромки	профиля
	« г . в х = 0 , 6 3 2 ^ Re?'5,
	z ' вх
где г в х	— характерный размер.

Среднее значение коэффициента теплоотдачи в точке разветвле

ния потока	газа на входной кромке
	а	— X r l	R e ? ' 5
Средний	коэффициент теплоотдачи		по обводу	выходной	кромки
	а г . в ь , х =	3,25 - 10 - %^ - Ref 3 ,
		z	' вых
где 2г в ы х — определяющий		размер — удвоенный		радиус	выходной
кромки.

Средние коэффициенты теплоотдачи по вогнутой и выпуклой сто ронам лопатки определяются в зависимости от структуры потока. При приближенной оценке этих величин можно использовать сле дующие приближенные зависимости, которые получены на основе анализа большого числа опытных и расчетных данных:

для активной решетки

« г . вогн

(0,85

ч - 0,95)

а г ;