ГОСТ Р 58991-2020 Аппараты турбин сопловые. Методы определения пропускной способности

     5 Требования к определению пропускной способности СА методом его продувки на газодинамическом стенде

5.1 Метод основан на экспериментально-расчетном определении пропускной способности СА на газодинамическом стенде на режимах по приведенной изоэнтропической скорости истечения газового потока из СА, соответствующих расчетным режимам работы СА в натурных условиях в составе ГТД.

5.2 Данный метод определения пропускной способности предполагает, что СА работает в области автомодельности по числу Рейнольдса (Re>3,0·10).

5.3 Допускается проводить определение пропускной способности не кольцевого (полноразмерного) СА, а секторного, состоящего из нескольких лопаток СА, собранных в составе экспериментального пакета. Минимальное количество лопаток в пакете - 5 шт.

5.4 Пропускную способность СА , (кг/с)·(K/Па), вычисляют по следующей формуле:

,                                                   (1)

где - расход газовоздушной смеси в узком (горловом) сечении СА, кг/с;

- полное давление газа на входе в СА, Па;

- полная температура газа в узком (горловом) сечении СА, K.

Расход газовоздушной смеси в узком (горловом) сечении СА вычисляют по следующей формуле:

,                                                     (2)

где - расход газа на входе в СА, кг/с;

i - количество независимых подводов охлаждающего воздуха к СА;

- доля расхода охлаждающего воздуха i-го подвода, выпускаемого в СА с поверхностей лопаток и торцевых поверхностей до узких (горловых) сечений;

- расход охлаждающего воздуха через i-й независимый подвод, кг/с.

Температуру газовоздушной смеси в узком (горловом) сечении СА вычисляют по следующей формуле:

,                        (3)

где - полная температура газа на входе в СА, K;

- полная температура охлаждающего воздуха в i-м независимом подводе, K;

- изобарная теплоемкость охлаждающего воздуха при температуре , Дж/(кг·K);

- изобарная теплоемкость газа при температуре , Дж/(кг·K).

В приложении А приведены рекомендуемые формулы для определения изобарных теплоемкостей.

5.5 Определение пропускной способности СА следует проводить на режимах работы по приведенной изоэнтропической скорости истечения потока и начальных углов натекания потока на СА, соответствующих расчетным режимам работы СА в составе ГТД, для которых определяется пропускная способность.

5.6 При определении пропускной способности СА в модельных условиях в составе пакета секторных лопаток, с целью формирования подвода газа к СА под заданным начальным углом натекания необходимо вносить изменения в пакет секторных лопаток и конструктивные элементы стенда. Допускается использование НА для формирования заданного начального угла натекания потока на СА с обязательным контролем (измерениями) параметров газового потока перед СА (углов натекания, полного давления). Данные по пропускной способности СА, полученные при продувке пакетов в модельных условиях, рекомендуется использовать для валидации математических моделей, применяемых для расчета турбин на натурных режимах работы ГТД.

5.7 Режим работы СА по приведенной изоэнтропической скорости истечения потока следует определять по полному давлению на входе в СА и статическому давлению на выходе (в случае использования пакета секторных лопаток - по статическому давлению в затопленном пространстве за пакетом).

5.8 Количество независимых подводов охлаждающего воздуха к СА (к пакету секторных лопаток) должно быть столько, сколько имеется независимых подводов охлаждающего воздуха в одну лопатку СА в составе ГТД. Подвод охлаждающего воздуха к пакетному или полноразмерному СА должен быть подобен подводу охлаждающего воздуха к СА в составе ГТД.