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

Приведенные зависимости для оценки коэффициентов гидравли­ ческого сопротивления иа входе справедливы при скоростях течения воздуха в каналах до 0,7 М.

Потери давления на выходе определяются геометрическими харак­ теристиками выхода и перестроением поля скоростей. Поэтому потери давления на выходе складываются из потери непосредственно в выходном участке и потери скоростного давления струи, выходя­ щей из сети. Коэффициент сопротивления выхода можно представить

ной стороны камеры меньше одного диаметра, то считается, что выход осуществляется на экран.

При выходе воздуха в камеру, противоположная стенка которой располагается на расстоянии от входа больше одного диаметра, воз­ можно следующее распределение скоростей по профилю: равномер­ ное, по степенному и показательному законам. Следует учитывать, что формирование профиля скоростей возможно только на расстоя­ нии 30—50 калибров. Поэтому если мы имеем длину канала меньше 30 калибров, то следует считать профиль скорости равномерным.

При равномерном распределении скоростей в выходном сечении гидравлический коэффициент сопротивления можно определить по зависимости

где п — отношение площадей выходной камеры и отверстия.

где 1/т — показатель степени, описывающий профиль скорости (может быть определен из работы [63]).

При параболическом профиле скоростей, что имеет место при ламинарном течении воздуха (Re >> 2,3 • 10s), коэффициенты ги­ дравлического сопротивления могут быть определены по зависимо­ стям:

— для плоского канала

Си» =-^з--г-1.55 —

Если при выходе воздуха из канала имеется экран, то коэффи­ циент гидравлического сопротивления определяется из работы [32I при каналах постоянного сечения с острыми и закругленными вы­ ходными кромками и из работы [27] при прямолинейном диффузоре.

Поскольку основным в определении гидравлических сопротивле­ ний при выходе является расширение потока, то приведенные зави­ симости могут быть использованы и при расчете участков каналов с расширением. Помимо потерь на входе и выходе в длинных каналах существенной потерей является потеря, вызванная действием сил трения. Обычно потерю давления от действия сил трения в канале выражают формулой

рт2

Хотя уравнение получено при некоторых допущениях (не учи­ тываются изменение кинетической энергии потока по длине канала и изменение плотности воздуха), им широко пользуются при инже­ нерных расчетах. Решающим фактором, который влияет на падение давления за счет сопротивления трения, является коэффициент

При ламинарном течении воздуха влияние шероховатости сказывается настолько незначительно, что им можно пренеб­ речь.

В охлаждаемых системах газовых турбин встречаются не только

статора, дроссельных шайбах и др.

Короткие каналы характеризуются несовершенным входом и вы­ ходом", так как из-за малой длины не восстанавливается полное ста­ тическое давление. Поэтому в коротких каналах появляется допол­ нительная потеря, которая может быть оценена специальным коэф­

—площадь поперечного сечения камеры выхода потока.

Изменение значения коэффициента т можно получить из графи­ ческой: зависимости'от "относительной длины канала (l/dr) [27]. G другой стороны," в коротких каналах потери давления на трение пренебрежимо малы, и ими, как Правило, пренебрегают. Поэтому суммарная потеря давлення в коротком, канале может быть пред­ ставлена как сумма потерь на входе, выходе и дополнительных по­ терь для коротких каналов:

Для коротких каналов некоторых типов нет необходимости определять суммированием коэффициент гидравлического сопро­ тивления, так как в литературе [27] уже приведены некоторые дан­ ные по суммарным сопротивлениям.

—плавно изогнутые каналы;

—каналы с разделением (слиянием) потока.

К. каналам с переменным сопротивлением по,профилю относятся продуваемые воздухом каналы с переменным сечением (переменный зазор охлаждения у лопаток, роторов), полости, продуваемые воз­ духом .,и заполненные фольгой или изоляцией у статоров, охлаждае­ мые поверхности, имеющие ребра, волны, выступы и т. д.

При оценке падения давления в таких каналах весь канал целе­

ных конических выштамповок можно использовать зависимости,