Разработка методов повышения эффективности диффузорных элементов проточной части турбомашины

• Автор: Грибин, Владимир Георгиевич
• Шифр специальности: 05.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 214 c. : ил

1. Краткий литературный обзор

1.1. Возникновение отрыва потока

1.2. Факторы, влияющие на эффективность диффузоров с безотрывным и отрывным характером течения

1.2.1. Влияние входных условий на характеристики диффузоров

1.2.2. Влияние степени турбулентности

1.2.3. Влияние закрутки потока

1.3. Методы увеличения зоны безотрывного течения, не требующие затрат энергии от внешнего источника

1.3.1. Профилирование стенок диффузора

1.3.2. Влияние поперечного оребрения стенок диффузора

1.3.3. Использование ребер, направляющих лопаток

1.4. Методы увеличения зоны безотрывного течения с использованием энергии от внешнего источника
1.4.1. Отсос пограничного слоя
1.4.2. Вдув активной струи в пристеночную зону

1.5. Отрывные режимы течения в элементах проточной части турбин
1.5Л, Течение в каналах с отводящим диффузором
1.5.2. Особенности течения потока в диффузорных выхлопных патрубках турбин
2. Методика проведения эксперимента, описание моделей
2.1. Описание конструкции воздушного экспериментального стенда и характеристика испытанных моделей
2.2. Установка для проведения структурных измерений в пограничном слое
2.3. Описание модели плоского диффузора с поворотом потока

2.4. Аэродинамические характеристики для оценки эффективности диффузорных каналов
2.5. Визуальное определение положения отрыва потока
2.6. Измерение параметров потока и погрешности измерений
2.7. Измерение уровня шума, генерируемого потоком в канале
3, Расчетное исследование течения в диффузорном канале при наличии отрыва потока
3.1. Модель течения, основные допущения
3.2. Выбор интегральной методики расчета
3.3. Вывод основных расчетных соотношений
3.4. Определение формпараметра Н
3.5. Критерии для определения зоны безотрывного течения. Возможность их применения для диффузоров
3.6. Погрешности при применении различных критериев отрыва турбулентного пограничного слоя к расчету положения безотрывной зоны течения в диффузоре
3.7. Расчетное исследование влияния геометрических параметров на характеристики диффузоров
3.8. Анализ условий возникновения отрыва
4. Экспериментальное исследование течения при положительном градиенте давления
4.1. Развитие отрыва потока в плоском диффузорном канале
4.2. Влияние внешних воздействий на характеристики потока при отрывном режиме течения в канале
4.3. Факторы, влияющие на эффективность восстановления
давления в диффузорном канале с естественным вдувом
4.3.1. Влияние нарушения плавности обводов
4.3.2. Влияние скорости вдуваемой струи на характеристики канала
4.4. Влияние продольных пазов на эффективность диффузорных каналов

4.5. Влияние режима течения на шум, излучаемый потоком
5. Оптимизация элементов проточной части турбомашины
5.1. Повышение эффективности диффузорных клапанных систем турбомашины
5.1.1. Влияние условий входа рабочего тела в клапанную коробку на потери в клапане
5.1.2. Влияние геометрических характеристик клапана на потери в системе
5.1.3. Влияние конструкции клапана на излучаемый уровень шума
5.2, Оптимизация условий поворота потока в плоских диффузорах
5.3. Описание конструкции клапана для паровой турбины
Выводы
Список использованных источников

ного элемента выхлопного патрубка, который должен обеспечивать эффективное преобразование энергии при переменных входных условиях. Насколько существенно могут изменяться входные условия, хорошо видно из графиков на рисЛ.32, демонстрирующих развитие корневого отрыва потока за последней ступенью / 76 /. Эти графики позволяют судить о возможной степени радиальной неравномерности на входе в диффузор выхлопного патрубка. Результаты исследований /7^78/ показывают также существенную окружную неравномерность перед диффузором патрубка. Окружная неравномерность давления во входном сечении патрубка во многом объясняется несимметричным отводом рабочего тела в конденсатор.
Эффективность восстановления давления в диффузоре также
затруднена из-за значительного уровня скорости за последней
ступенью 2 яаб0,8. Если для конических диффузоров возрастание
сопротивления наблюдалось при ^ ^0,9, то для осерадиального
диффузора кризис наблюдался при^^0,7. Подробно это явление,

применительно к. .патрубкам,, вперрые рассмотрено в работе /74/ Отмечается недопустимость изломов во входном участке патрубка как на внешнем, так и внутреннем обводах. Изломы обтекаемой поверхности провоцируют возникновение ’'инерционного'1 отрыва потока, что приводит в условиях (/РМх > 0 к развитому отрывному течению уже на входном участке диффузора выхлопного патрубка.
В работах /74,19, 50г8//, посвященных исследованию осерадиальных диффузоров, было зафиксировано явление отрыва потока даже в условиях равномерного поля скоростей на входе при умеренных геометрических параметрах.
Осерадиальные диффузоры, применяемые в турбинах, имеют ограниченные габаритные размеры. Осуществить безотрывное течение в канале с 3) Ь = 2,5*3,0; i = 0,5*1,5 и степенью расши-