Определение входных углов лопаток рабочего колеса и лопаточного диффузора

Минимум потерь в решетках при заданном направлении потока на входе имеет место при таком входном угле лопаток, когда передняя критическая точка совпадает с выходной кромкой. Это условие обеспечивается при равенстве входного угла лопатки и угла натекания той струйки тока b л 1 = b 1 пс, которая идет в критическую точку. Так как приближающийся к решетке поток испытывает возмущающее действие от разности давлений на передней и задней поверхности лопаток и от их конечной толщины, величина и направление скорости для разных струек по шагу решетки t становятся неодинаковы. [1]

В [2] показано, что если вектор скорости невозмущенного близостью лопаток потока определяется обычным соотношением:

то для струек тока, идущих в критические точки, следует принимать другое соотношение

[1]

Из-за стеснения потока лопатками расходная составляющая возрастает. Одновременно струйка тока, идущая в критическую точку, отклоняется в сторону задней поверхности лопатки, как бы “подсасывается” областью пониженного давления – появляется DСu. [1]

Таким образом, условие безударного входа обеспечивается при следующих условиях:

Согласно [2] отклонение в струйке тока тем больше, чем больше нагрузка на лопатку, пропорциональная ее циркуляции:

и тем меньше, чем больше расстояние от входной кромки лопатки до так называемого центра давления, т. е. точки приложения суммарной аэродинамической силы. При примерно постоянной нагрузке (характерно ЛД) центр давления считается лежащим в середине между r 3 и r 4. При смещении нагрузки к r 2, что рекомендуется в случае лопаток РК, туда же смещается и центр давления. В соответствии с опытом проектирования примем, что центр давления расположен между r 3 и r 4 в случае ЛД и удален от входа на лопатку РК на 0,65 от радиальной ее радиальной лопаток. [1]

С учетом сказанного и того, что углы потока на входе не сильно отличаются от входных углов лопаток при расчетном режиме, получим из [2]:

Указанные формулы решают поставленную данным подразделом задачу, так как входящие в них величины рассчитаны ранее при проектировании ступени по приближенным формулам (раздел 8).