Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 46. 15 december 1951 - Tredimensionell strömning i axialkompressorer, av Jan R Schnittger
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
24 november 1951
1087
Tredimensionell strömning
i axialkompressorer
Tekn. lic. Jan R Schnittger, Finspång
Utvecklingen av den moderna gasturbintekniken
har medfört ett starkt ökat intresse för de axiella
turbomaskinernas strömningsförhållanden.
Problemet att behärska strömningen är vid
kompression betydligt svårare än vid expansion på grund
av gränsskikts- och kompressibilitetseffekterna.
Axialkompressorernas tillkomst har därför
stimulerat intresset för teoretisk och experimentell
forskning.
Betraktar man en tvådimensionell strömning,
har den mycket gemensamt med strömningen
kring en flygvinge. Det väsentligt nya är, att den
fria vingen eller vingparet ersatts med en rad
vingprofiler, ett gitter (se fig. 1).
Det tredimensionella fallet blir emellertid mera
komplicerat därför att randvillkoren påverkar
hastighetsfältet på ett sådant sätt, att en
närmare undersökning blir nödvändig. Endast
undantagsvis antar strömningshastigheterna längs
skovelbladen konstanta värden eller följer enkla
funktionssamband.
Metoder för behandling av tredimensionell
strömning
Den tredimensionella strömningen har angripits
på två skilda sätt. I det första fallet ersättes
gittret av ett system av bundna virvlar. Denna
metod lämpar sig bäst för en mera detaljerad
studie av strömningsfältet kring ett enstaka
gitter. För konstruktion av en hel kompressor
har utvecklats en förenklad teori, som utgår från
radialkomponenten av den allmänna
rörelseekvationen. Denna påvisas utgöra en jämvikt av
tröghetskrafter och tryckkrafter enligt
d’Alem-berts princip. Uppfyllandet av denna jämvikt ger
ett konstruktionsvillkor, som sammanbinder
strömningen på olika radier genom gittren.
Några resultat av virvelfältteorin.
I det tredimensionella fallet vinner inan en
avsevärd förenkling genom att begränsa sig till ett
axialsymmetriskt fall. De författare, som utveck-
532.5 : 621.438 : 621.515
lat denna metod för axiella turbomaskiner, har
också förutsatt friktionsfritt, inkompressibelt
medium.
Man brukar behandla två huvudfall då en
strömning passerar ett gitter, nämligen
potentialströmning och virvelströmning, beroende på
om fältet efter passagen av gittret är
rotations-fritt eller ej.
Cirkulationen kring ett gitter kan skrivas
r = 2 n (i-2 Cu2 — Ti Cui), där cu är tangentiell
hastighet och r är radien där cirkulationen
beräknas. Index 1 betecknar storheten före gittret,
index 2 efter.
Så länge cirkulationen F kring ett gitter är
konstant vid olika strömytor ger det
axialsym-metriska fallet rotationsfrihet. Det enklaste
po-tentialströmningsfallet vid inkompressibel
strömning innebär en över radien (i ett snitt
vinkelrätt symmetriaxeln) konstant axialhastighet ca
och villkoret cu- r = konstant över radien.
Har man radiella omlänkningskrafter i gittret
innebär detta, att det bundna virvelsystemet, som
ersätter gittret, har ringvirvelkomponenter.
Beräkningen av en dylik potentialströmning leder
naturligt nog till ett egenvärdesproblem, vars
egenfunktioner blir en linjär kombination av
Besselfunktionerna Jn och Nn. över dessa funk-
Sammandrag av uppsats i Tekniska Skrifter nr 149 (1951).
Svenska Teknologföreningens ledamöter äger erhålla Tekniska
Skrifter gratis under utgivningsåret och därpå följande kvartal mot
skriftlig rekvisition i varje särskilt fall, ställd till Teknisk Tidskrift.
Fig. 1. Led skene- och
skovelgitter samt
meri-dianströmlinjer vid en
axial kompressor.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
