Изменения отдельных параметров по ступеням в третьей ступени примерно на 6,8 % ниже, чем в первой. Для получения корректных характеристик первой ступени при работе на воздухе с параметрами 6=1,4, Я=288,5Дж/(кг-К), Г7=ГН=293 К необходимо иметь эквивалентную окружную скорость и$= ==298,2 м/с (согласно формуле (10)). При этом, как показывает поверочный расчет проточной части, в первой ступени действительно соблюдается практически полное кинематическое и динамическое подобие (равенство чисел Мш, Мса) по сравнению с работой на газе, тогда как работа второй и третьей ступеней будет протекать с довольно существенным отклонением по коэффициентам расхода фг2 (на газе фг2=0,26= =соп8{, тогда как во второй и третьей ступенях составляют соответственно 0,28 и 0,305) и по Мц, Жт1 н Ма-
Для правильного испытания второй ступени необходимо иметь большее и2, чем в первой ступени, что объясняется более высокой начальной температурой Тг. Для второй ступени получим откуда при %=%'=0,666 (расчетное значение) имеем иа=319,5 м/с.
При указанном и2 (319,5 м/с) в первой ступени имеем Миг=0,929, в последней 0,77. Наконец, для достоверного испытания третьей ступени требуется еще более высокая окружная скорость, ориентировочно определяемая по формуле.
При этом первые две ступени будут работать при ненормально высоких значениях Миг
Следовательно, пользуясь первым методом, необходимо провести испытание каждой ступени с эквивалентной окружной скоростью, тем большей, чем выше номер ступени.
При испытании на воздухе изолированных ступеней (второй метод) эквивалентные окружные скорости второй и последующих ступеней уменьшаются в сравнении с «а первой ступени. Так, принимая, как и ранее, Т/ = 293 К, получим (с учетом небольшого различия между Т/ и Тх на величину С/(&— 1)1(2Як) для второй и третьей ступеней соответственно и,яг 286 и 277 м/с.
Второй метод позволяет резко сократить мощность, потребляемую при испытаниях на воздухе, и облегчает решение проблемы критических скоростей ротора (гекр увеличивается при наличии только одного колеса на валу). Недостатком второго метода является необходимость ряда переборок проточной части. Возможны также комбинированные испытания, например, испытания первой изолированной ступени и затем (при демонтированной первой ступени) совместные испытания второй и третьей ступеней. В последнем случае для получения корректных характеристик третьей ступени необходимо обеспечить на= 303 м/с в сравнении с на=330 м/с при совместном испытании всех трех ступеней.
Выбор варианта испытаний зависит от ряда конкретных обстоятельств. Для того, чтобы испытания на воздухе были возможными и- успешными, их необходимо предусмотреть уже при проектировании новой машины.
Практика испытаний на воздухе показывает, что характеристики отдельных ступеней дают неоценимую информацию не только для расчета характеристик новой машины при ее работе на газе, но и при решении вопросов использования серийных машин для работы при существенно новых параметрах газа.
Отметим, что изложенная методика расчета характеристик позволяет также приближенно учесть отступления от идеального состояния газа. С этой целью необходимо принять для каждой ступени свое среднее значение к—ку и вместо газовой постоянной Я' принять произведение г, Я', где г1—коэффициент сжимаемости при начальном состоянии газа в ступени.