ВОЛНОВАЯ СТРУКТУРА И АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТОКА В СОПЛОВОЙ ТУРБИННОЙ РЕШЕТКЕ ПРИ НАЛИЧИИ ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА

摘要

Статья посвящена исследованию волновой структуры потока при его около- и сверхзвуковых скоростях в плоской турбинной решетке профилей в зоне фазовых переходов. Главной задачей являлось изучение механизма взаимодействия скачка конденсации с адиабатическими скачками уплотнения при изменении начального состояния потока. Полученные результаты необходимы для верификации расчетных моделей течения влажно-парового потока в элементах проточных частей паровых турбин. Экспериментальные исследования проводили на стенде контура влажного пара (КВП-2) в НИУ МЭИ при различном начальном состоянии пара и в широком диапазоне значений числа Маха. Для исследования волновой структуры использовали прибор, основанный на принципе работы Шлирен-метода. Амплитудно-частотные характеристики потока определяли путем измерения пульсаций статического давления с помощью пьезорезистивных датчиков, которые устанавливали на бандажной пластине вдоль косого среза решетки. Показано, что появление фазовых переходов в косом срезе сопловой турбинной решетки приводит к изменению волновой структуры потока. При возникновении скачка конденсации система адиабатических скачков в косом срезе решетки становится нестационарной, а амплитудно-частотные характеристики пульсаций статического давления перестраиваются. При этом происходит изменение частоты пульсаций давления и амплитуды. Отмечается, что при околозвуковых скоростях потока и состоянии насыщения на входе проявляются низкочастотные пульсации статического давления, которые приводят к периодическому исчезновению скачка конденсации и адиабатического скачка. В результате в этом режиме возникают колебания расхода потока.