Вплив чисел Маха і Рейнольдса на аеродинамічні характеристики соплової решітки газової турбіни

Abstract

Представлені результати експериментального дослідження кільцевої соплової решітки малорозмірної газової турбіни середньої віяловості у складі турбінного ступеня, а також в умовах сумісної роботи з радіальним дифузором. При наявності робочого колеса число Маха змінювалося в діапазоні 0,3–0,85, а в статичних умовах в діапазоні 0,3–1,4. Коефіцієнт витрати знаходився за інте-гральною методикою з використанням дренажів, коефіцієнти втрат і усереднені кути потоку визначені за результатами детальних вимірювань параметрів потоку за решіткою пневмометричними зондами. Аеродинамічна ефективність соплової решітки знахо-диться на дуже високому рівні і на розрахунковому трансзвуковому режимі коефіцієнт втрат кінетичної енергії дорівнює 0,052, акоефіцієнт повних втрат –0,09. На режимах, дечисло Маха дорівнює 0,6, зафіксований дуже сильний вплив граничних умов за сопловою решіткою на її аеродинамічні характеристики, що вказує на недоліки експериментів без робочого колеса. Встановлено, що від робочого колеса можна відмовитися, якщо число Маха перевищує 0,85. The data of experimental studies of a circular nozzle cascade for a small-sized gas turbine with a medium ratio of the diameter to the blade height as part of a turbine stage, as well as in conditions of joint operation with a radial diffuser have been presented. In the presence of an impeller, the Mach number varied in the range of 0.3 to 0.85, and in static conditions it varied in the range of 0.3 to 1.4.The flow rate coeffi-cient was determined by the integral method using drains, and the loss coefficients and averaged flow angles were determined based on the data of detailed measurements of the flow parameters behind the cascade using pneumometric probes. The aerodynamic efficiencyof the nozzle cascade is at a very high level and in the calculated transonic mode the kinetic energy loss coefficient is 0.052, and the total loss coef-ficient is 0.09. For modes, where the Mach number is equal to 0.6, a very strong effect of the boundary conditions behind thenozzle cascade on its aerodynamic characteristics is recorded and it is indicative of the drawbacks of experiments without an impeller. It is established that the impeller can be abandoned if the Mach number exceeds 0.85.