Получения объективной осредненной величины температуры торможения потока
Для получения объективной осредненной величины температуры торможения потока на выходе из диффузора ступени следует учитывать неравномерность распределения температуры потока по окружности на диаметре. Как видно из рис. 2, при изменении режимов работы промежуточной ступени в секции от максимального до предпомпажного расхода и чисел Ми от 0,6 до 0,8 неравномерность распределения температуры потока по окружности диаметра составляет 1...3 %. Такая сравнительно небольшая величина неравномерности температуры потока по окружности позволяет использовать небольшое число точек измерения температуры (минимум — четыре). Осреднение температуры потока, например, по двум термопреобразователям приводит к занижению политропического КПД ступени в зоне его максимума на 1 %, а в зоне максимального расхода — на 3 % по сравнению с осреднением по результатам измерения четырьмя термопреобразователями, характеристик ступеней секции при двух вариантах измерения температуры торможения с помощью четырех термопреобразователей: в сечении за диффузором первой ступени и в сечении О—О между ступенями на входе во вторую ступень. Повышение температуры потока в первой ступени (Д^) оказывается на 2...5 °С больше (соответственно возрастанию чисел Ми от 0,6 до 0,8) в том случае, когда температура потока измерена в сечении на входе во вторую ступень. В результате т)Пол тах 1 первой ступени занижается на 4... 6 % (см. рис. 3, а). Столь же существенное влияние оказывает измерение температуры на входе во вторую ступень на ее газодинамические характеристики: повышение температуры потока во второй ступени занижается на 1...5 °С, а т)пол тах 2 — на 7 %.
Если в процессе газодинамических исследований центробежных компрессорных секций измерение температуры торможения потока осуществлялось только в сечении 0—0 между ступенями, например на входе во вторую ступень, с помощью четырех термопреобразователей то температура торможения потока, выходящего из первой ступени, может быть достаточно точно определена расчетным путем в предположении, что протечки горячего воздуха через уплотнение покрывающего диска рабочего колеса второй ступени полностью смешиваются с потоком, выходящим из первой ступени, н при этом отсутствуют тепло-потери.
Коэффициент протечек Рдр2 определяется по безразмерным характеристикам второй ступени. Повышение температуры потока в первой ступени (Д/х) подсчитывается как разность а во второй ступени (Д/з) как разность в результате получается удовлетворительное согласование подсчитанных таким методом ступеней, испытанных в составе секции, с опытными значениями Д/ ступеней, испытанных по отдельности.
Однако следует иметь в виду, что одного только измерения температуры торможения потока в сечении за диффузором промежуточной ступени или определения А/ ступеней расчетным путем с помощью коэффициента протечек недостаточно для получения удовлетворительного согласования зависимостей Т]пол(С) и е(ф) ступеней при испытаниях их в составе секции и по отдельности. Это происходит в тех случаях, когда для испытаний каждой ступени в отдельности на роторе оставляют только рабочее колесо исследуемой ступени и не принимается необходимых мер к сохранению нормальной организации потока в неработающих ступенях, что естественно ведет к увеличению в них потерь.
На рис. 4 наглядно прослеживается влияние последовательно проведенных мероприятий по улучшению организации потока в проточной части двухступенчатой секции, в которой смонтирована только первая ступень. Вначале поток нз первой ступени попадал в сборную камеру второй ступени; постановка диффузора второй ступени для направления потока привела к заметному снижению потерь н повышению благодаря чему существенно сблизились газодинамические характеристики первой ступени, испытанной отдельно и в составе секции. Когда же, кроме диффузора второй ступени, для улучшения организации потока вместо снятого рабочего колеса второй ступени был установлен специальный имитирующий диск (рис. 5), то это привело к практическому совпадению газодинамических характеристик первой ступени, испытанной отдельно н в составе секции.
При установке в секции только второй ступени для организации потока в первой ступени была оставлена диафрагма с диффузором и обратным направляющим аппаратом. Это обеспечило удовлетворительное согласование газодинамических характеристик второй ступени, испытанной отдельно и в составе секции.