Углы выхода потока

  и рабочей р2

решеток, под которыми обычно подразумеваются осреднениые с помощью уравнения количества движения по шагу г и высоте / углы направления скорости

  или соответственно р2. Для плоских решеток профилей

можно

воспользоваться выражением

Во многих случаях, особенно при обтекании современных аэродинамически отработанных решеток с малыми потерями

энергии,При обтекании решеток

  можно определить,

и коэффициент расхода ц. Запишем уравнение неразрывности для выходного сечения

относятся

к измеряемому сечению за решеткой. С другой стороны, уравнение неразрывности согласно (2.4) можно для этого сечения записать в виде

  - действительная скорость, полученная осреднением по расходу. Это означает, что коэффициент потерь энергии ^ определялся как среднерасходный в отличие от с, подсчитываемого, например, по (2.24) или определяемого экспериментально поотерям кинетической энергии. В первом приближении можно эти коэффициенты С и С принять одинаковыми. Удельный объем пара V! больше теоретического ьи их отношение V^|Vи находится по Л, ^-диаграмме или формуле

Тогда, приравнивая расходы, получаем

Для рабочих решеток вместо (2.52) надо использовать формулу

Расширение пара в косом срезе решетки

Вернемся к рассмотрению сверхзвукового потока в суживающейся решетке. При Ми = 1, т.е. при г = /?1/р0 = 8*, в минимальном выходном сечении решетки АС (рис. 2.29) устанавливаются критическое давление рт — г*р0 и скорость с*.

. Справедливость этой картины расширения

подтверждается результатами опытов.

В том случае, когда расширение пара происходит в пределах косого среза, угол отклонения потока пара при выходе из решетки может быть приближенно найден из уравнения неразрывности.

При изоэнтропийном процессе расширения уравнение неразрывности для выходного сечения, параметры и скорость в котором будут равны критическим, запишется так:

Применяя уравнение неразрывности к сечению струи пара, вышедшей из сопловой решетки, напишем

, находим

  после выхода из

сопловой решетки осталась равной высоте в выходном сечении /,, то получим

Для этого подставим

Таким образом, на основании уравнения неразрывности можно установить зависимость между отклонением струи пара в косом срезе сопловой решетки и степенью расширения 8,.

Определяемое уравнением (2.53а) значение ткс подсчитано для перегретого водяного пара (х=1,3) и показано на рис. 2.30.

При некотором отношении давлений еа, называемом предельным, полностью исчерпывается расширительная способность

косого среза. Это предельное расширение соответствует тому случаю, когда линия постоянного давления, выходящая из точки А (рис. 2.29), приблизительно совпадает с плоскостью А В, ограничивающей косой срез.

действующее па профиль в окружном направлении, будет постоянным:

  остается неизменным, по уравнению количества

движения усилие Ки будет пропорционально разности окружных составляющих скоростей до решетки и за ней. Следовательно, при неизменных условиях входа в решетку постоянство усилия Яы означает постоянство окружной составляющей скорости

  вплоть до к—() окружная

составляющая скорости с^созаь достигнув наибольшей величины, будет оставаться неизменной, что показано на годографе скоростей на рис. 2.31:

  должна соответствовать осевая

скорость, равная скорости звука а, т. е.

Отсюда легко получить выражение для угла потока аи и отношения давлений са при режиме предельного расширения в косом срезе решетки:

  представлена в диаграмме рис. 2.30 пунктирной линией,

струи достигает максимальной величины.

также представлен в диаграмме

на рис. 2.31. Построение диаграммы произведено по формулам приложения 2 и (2.53а) для изоэнтропийного процесса расширения идеального газа.

Следует отметить, что здесь допущена условность, гак как в действительности при глубоком расширении водяной пар переходит в область насыщения, для которой исходные уравнения несправедливы. Поэтому рис. 2.31 можно рассматривать лишь как пример, иллюстрирующий характер отклонения в косом срезе и за его пределами при глубоком расширении парового потока.

Реальный процесс обтекания решеток отличается от описанного выше, и формулы (2.53) и (2.55) поэтому являются приближенными. В действительности коэффициенты потерь энергии ^ зависят от режима истечения г{, а представленная на рис. 2.29 схема расположения изобар в косом срезе решетки не учитывает волнового спектра, рассмотренного в § 2.5. При расширении пара в косом срезе па спинке профиля происходит перерасширение потока.

из

  взяты из опытов.

Для расширяющихся решеток отклонение потока начинается не с режима

  Используя выражение (2.19), в этом случае можно получить формулу, аналогичную (2.53а), а именно