- •36. Классификация турбомашин по направлению передачи энергии, по преимущественному направлению потока. Преимущества и недостатки различных типов турбомашин.
- •37. Классификация осевых турбомашин по форме меридионального сечения проточной части, преимущества и недостатки различных схем проточной части.
- •39. Классификация турбомашин по скорости обтекания профилей (истечения из межлопаточных каналов). Краткая характеристика указанных видов турбомашин.
- •40. Классификация турбомашин по числу валов. Обоснование необходимости применения многовальных турбомашин.
- •41. Основные показатели работы и параметры турбомашин. Требования, предъявляемые к компрессорам и турбинам.
- •42. Основные геометрические параметры проточной части, ограничения и перспективы развития параметров проточных частей.
- •43. Геометрические параметры профиля, краткий анализ и характерные значения.
- •44. Геометрические параметры решетки профилей и лопаток. Краткий анализ.
- •47. Активный и реактивный принцип работы ступени турбомашины. Кинематическая степень реактивности. Термодинамическая степень реактивности.
- •48. Распределение параметров потока по длине ступени в активных и реактивных ступенях.
- •49. Основы расчета ступени турбомашин с использованием степени реактивности. Входная и выходная закрутка потока.
- •50. Анализ влияния кинематической степени реактивности на планы скоростей ступени осевого компрессора.
- •51. Анализ влияния кинематической степени реактивности на планы скоростей ступени осевой турбины.
- •5 2. Атакоустойчивость профиля и решетки профилей компрессоров и турбин. Характеристика компрессора по потерям (кпд). Факторы, определяющие атакоустойчивость.
- •54. Особенности характеристик центробежных компрессоров с различной формой лопаток.
- •55. Обобщенные и универсальные характеристики компрессора. Приведение параметров компрессора к стандартным атмосферным условиям. Возможные погрешности формул приведения.
- •56. Газодинамические основы рассогласования работы первых и последних ступеней компрессора (ступени и сети) на нерасчетных режимах работы.
- •59. Вращающийся срыв в компрессорах, надроторные устройства.
- •60. Изменение расхода воздуха через компрессор по частоте вращения. Регулирование компрессора с помощью перепуска воздуха.
- •61. Регулирование компрессора с помощью поворотных направляющих аппаратов.
- •62. Регулирование компрессора, 2-х и более вальная схема компрессора, изменение скольжения роторов при изменении частоты вращения.
- •63. Короткие, средние и длинные лопатки. Профилирование длинных лопаток по высоте, законы профилирования. Основные положения и уравнения для расчета планов скоростей по высоте.
- •64. Профилирование по закону постоянной циркуляции и закону постоянного угла выхода из соплового аппарата, сравнение с законом постоянной реактивности.
- •65. Профилирование по закону постоянной реактивности (твердого тела), сравнение с законом постоянной циркуляции.
- •66. Общая номенклатура потерь в решетках турбомашин, краткая характеристика видов потерь и их зависимость от основных режимных и геометрических параметров.
- •67. Дополнительные потери в турбомашинах: от нестационарности, в зазорах, на трение о диски, на охлаждение, с выходной скоростью.
- •68. Кпд турбомашин: адиабатный по параметрам торможения, адиабатный по статическим параметрам за турбиной/ступенью (мощностной), политропный.
- •69. Зависимость адиабатного и мощностного кпд от отношения u/c.
- •70. Оптимальные планы скоростей в активно-реактивной одноступенчатой турбине при переменной степени реактивности. Управление отношением u/c.
- •71. Распределение работы, кпд, осевой скорости и степени реактивности по ступеням многоступенчатых компрессоров.
- •73. Предел реализуемой в ступени турбины и отдельных лопаточных решетках работы (см. Вопрос 32). Влияние предела расширительной способности косого среза и запирания каналов по расходу.
- •74. Многоступенчатые турбины, турбины со ступенями скорости и ступеням и давления.
65. Профилирование по закону постоянной реактивности (твердого тела), сравнение с законом постоянной циркуляции.
Ступень с постоянной реактивностью.
В ступени с постоянной реактивностью давление по радиусу ступени не повышается. Для обеспечения этого, по уравнению Бернулли
необходимо уменьшать осевую и увеличивать окружную составляющие скорости.
Для снижения необходима предварительная закрутка, тем большая, чем больше радиус и соответственно окружная скорость.
Из этих двух уравнений выводятся законы изменения и :
Изменение параметров по радиусу ступени:
Пунктир – изменение параметров при .
Преимущества закона : более благоприятное распределение относительных скоростей, менее интенсивное изменение угла поворота потока. В результате закрутка пера лопатки получается меньше, значит сама лопатка – технологичней.
Недостатки: необходимость предварительной закрутки, т.е. перед ступенью должен размещаться НА или ВНА.
Ступени с применяются на первых ступенях осевых компрессоров.
66. Общая номенклатура потерь в решетках турбомашин, краткая характеристика видов потерь и их зависимость от основных режимных и геометрических параметров.
Каждый из видов потерь можно охарактеризовать коэффициентом: ,
где – абс. значение потери энергии, – теор. работоспособность газа при заданном перепаде давлений на решётке, – изоэнтр. скорость на выходе из решётки, соответствующая перепаду .
Профильные – обусловлены реальными свойствами поверхностей профилей лопаток:
Трение в погран. слое, образующемся на профиле лопаток.
Для Т:
зависят от угла изгиба профиля ε=180°-(β1л+β2л) – при ↑ε ↑действие ЦБ сил при повороте потока ► ↑разность давлений на корытце и спинке ► ↑неравномерность потока в межлоп. канале ► ↑ξтр;
степени конфузорности K ( ) – с ростом K ↑протяжённость лам. слоя на поверхности ► ↓ξтр.
Вихреобразование в зоне за выходными кромками (образующие за кромками вихревые дорожки снижают общий запас кин.энергии потока на выходе).
Для Т: при ↓β2 ► ↑длина выходных кромок ► ↑толщина погран.слоя ► ↑ξкр.
Отрыв потока от поверхностей профиля*.
Скачки уплотнения, возникающие в межлопаточном канале при переходе на сверхзвук / дозвук*.
* - необязательны, возникают в определённых случаях на нерасчётных режимах.
Для Т: ξпр также зависят от
(при <0 потери растут медленнее, т.к. при ↓i ► ↑ ► ↓угол поворота потока Δβ, ↑K ► пологий рост Δξпр);
M (или λ) (при M>Mопт – волновые потери, при M<Mопт – ↑толщина погран. слоя, K=const ► ↑ξпр);
Re (при Re<Reкр ξпр зависят от отн. величины шероховатости поверхности профиля).
Концевые – вызваны наличием концевых поверхностей, ограничивающих решетку по высоте:
Трение в погран. слое на концевых поверхностях.
Вторичные (в канале между лопатками – из-за неравномерного поля давлений по сечению канала). Для Т: и 1), и 2) зависят от , при ↑ ► ↓hл ► интенсифицируется взаимодействие парных вихрей ► ↑( ξкр+ ξвт).
Потери в рад. зазоре (вызваны перетекание газа с корытца на спинку, а также между торцевыми поверхностями лопаток и корпусом ступени из зоны повышенного давления в зону пониженного). Для Т: ξзаз ~ , связаны с тем, что часть газа уходит через рад.зазор, не совершая работу в колесе; кроме того, в безбандажных венцах перетекание с корытца на спинку приводит к ↓перепада давлений на периферийной части лопатки и доп. вихреобразованию.