Файл: Кононов, Н. И. Газовые турбины. Теория и расчет учебное пособие.pdf

быть расширяющимся, т .е. cL?>0 (рис. 8 ,в);

г) при сверхзвуковых скоростях^(М>1) диффузор бу­ дет сужающимся, T .e.ctfcO (рис. 8 ,г).

Если в каком-нибудь месте канала окорооть потока газа достигает критическое, при которой М* 7, то в атом месте

Увеличению окороотж газа в канале сопла (Ас>0) соответ­ ствует уменьнение площади поперечного сечения. Нри скоро­ сти, равной критической, площадь поперечного сечения соп­ ла становился минимальной, а для дальнейшего увеличения

20

скорости требуется рост проходных площадей. В диффузоре при уменьшении скоростисджрот сверхкритической до крити­ ческой площадь поперечного сечения-f(*) уменьшается, так

возможен только при наличии минимумаf(x) . Это означает, что при изоэнтропийном течении критическая скорость газа получится в самом узком сечении канала независимо от того происходит ли его расширение или сжатие. Сечение канала, в котором достигается критическая скорость (т .е .М = I ), называется критическим.

Таким образом, при расширении газа до критического дав ления сопло должно быть суживающимся, а для дальнейшего расширения газа требуется расширяющееся сопло. Это явле­ ние можно объяснить следующим образом. В дозвуковой обла­ сти относительное изменение плотности происходит в мень­

Следовательно, для получения докритических скоростей на выходе из сопел требуется сходящееся сопло, а получе­ ние сверхкритических скоростей возможно при использовании сходяще-расходящегося сопла.

§3. Определение скорости газа на выходе из каналов сопел

При изоэнтропийном процессе расширения газа в выходном

21

сечении сопел параметры потока газа будут определяться

Практически для определения скорости c<t достаточно од­ ной из этих формул. Конкретное использование той или иной формулы зависит от того, какие параметры известны. Из фор­ мул (2.24 и 2.25) находим:

Так как p*V0*=RTcГ * и И \/vHt~К РоЧ,** то уравнение (2.27) пере-

пишем в следующем виде:

При действительном процессе расширения газа в соплах часть энергии газа расходуется на преодоление вредных сопротивлений. Вследствие этого действительная скорость газа на выходе из каналов сопел, которую обозначим с ,, оказывается меньше теоретической, т . е . с ^ с ^ . Отношение действительной скорости с4 к теоретическойсп называется коэффициентом скорости в сопле и обозначается ц> , т .е .

22

§ 4. Зависимость расхода газа через сопло от давления за ним

(2 .28), написанной для текущего давления р , и используя уравнение состояния p*v0x=RT0" и адиабаты

находим расход газа в зависимости от давления за осесимметричньш соплом

кг/ t . (2.31)

Зависимость расхода газа через сопло, рассчитанная по формуле (2 .31), имеет вид кривойОаЪ, изображенной на рио. 10. При р*=р* расход газа равен нулю ( точка Ъ ), так как в этом случае скорость газа равна нулю. С уменьшением р расход газа возрастает и достигает макси­ мума прир<=ркр (точка о. ). Далее расход газа, вычисленный по форму­ ле (2 .31), начинает уменьшаться и прир< = 0 снова оказывается равным нулю. В действительности этого быть

не может и ветвь кривой аО не имеет смысла, так как она не отражает реального процесса. Максимальный расход газа устанавливается при критическом давлении в минимальном

23

то в сечении АВ устанавливается критическое давление, а

вует давление p4min,. до которого возможно расширить газ в косом срезе. Это давдениерш1и характеризует расширитель­ ную способность косого среза (в общем случае характеристи­ ки ВТ)', БЕ и ВС криволинейные).

определения угла отклонения со необходимо выбрать в потоке

25