Задачу получения характеристик отдельных ступеней рассмотрим применительно к трехступенчатой секции.
Для общности обозначим сечения при входе и при выходе из ступени соответственно. Тогда сечение 1 первой ступени совпадает с начальным сечением н при входе во всасывающий патрубок, а сечение II третьей ступени — с конечным сечением к при выходе нз нагнетательного патрубка; выходные и, соответственно, входные сечения смежных ступеней совпадают друг с другом. В сечениях кик вследствие низкого уровня скоростей статические и полные давления и температуры практически совпадают, тогда как в промежуточных сечениях эти величины более или менее существенно отличаются. Известно, что в промежуточных сечениях, расположенных перед входом во второе и третье колеса, более точно могут быть измерены полные давления Рц (например, гребенкой полного давления) так же, как и полные температуры Тп (об измерении последних).
Следовательно, для расчета характеристик отдельных ступеней при работе их иа воздухе (в рассматриваемом случае трехступенчатая секция)' достаточно измерить рп и Тц перед входом во второе и третье колеса, а также обычные величины рн, Гн, Рк. Ч'к> Сип.
Окончательное значение фг2 определяется из уравнения по найденной величине р.
Характеристики последующих ступеней вычисляются аналогично. Необходимо только помнить, что, например, для второй ступени величины р/( р{, т], Т1 равны соответствующим параметрам в выходном сечении первой ступени.
Пользуясь найденными характеристиками отдельных ступеней при их работе на воздухе, необходимо теперь получить характеристики трехступенчатой секции при ее работе на газе с параметрами чисто расчетным путем.
В работе [11 показано, что для использования характеристик соответствующей ступени при работе ее на воздухе следует исходить не из равенства чисел Маха, а из соотношения.
Здесь множитель 0,11 соответствует среднему значению. Заметим, что поправка мало отличается от единицы.
Для определения параметров первой ступени при работе на газе необходимо для ряда значений (соответственно 0'=У/(2') найти коэффициенты расхода Фг2=(Рг2> что возможно после решения уравнения (9), например, методом последовательных приближений. Проще, однако, построить вспомогательный график зависимости О7{/?2и2,У/) 01 Фг2 = Ф/-2 (рис. 3). Имеем из уравнения (9)
Пользуясь характеристиками первой ступени, находим для значений ряда <рг2 при МЦ=МЦ/ соответствующие значения число политропы и строим вспомогательный график (см. рис. 3), позволяющий по заданному.
Искомые статические давления Рц и температуры Тц получаются, как и ранее, по формулам, тем самым получаем н начальные Параметры второй ступени. Однако в отличне от первой ступени здесь начальная температура Т, несколько меняется с изменением производительности, а следовательно, строне менее расчеты показывают, что этим изменением можно пренебречь, приняв, например, для всех С}'(О') значение М„7 равным его значению для расчетной производительности.
Ход расчета для второй и третьей ступеней остается тем же, что н для первой ступени, в результате чего получаем конечные параметре секции рК и Тк.
Поставленную задачу можно решить двумя методами: путем испытания ступеней при их работе в составе машины (секции) и путем испытания изолированных ступеней. Изолированной называем ступень, смонтированную в .корпусе секции таким образом, чтобы колеса всех остальных ступеней были сняты с вала, так же как их неподвижные элементы за исключением обратного направляющего аппарата (ОНА) предшествующей ступени, обеспечивающего надлежащий вход потока в колесо и правильный замер полного давления.
Первый метод испытаний представляется на первый взгляд очень простым. Рассмотрим, для примера, трехступенчатый компрессор с параметрами: ф'=10 м*/с, е'=3,477, Рн=0,1 МПа, Г'=300 К, #'=193 Дж/(кг- К), &'=1,15.