176
— z grubsza — pominąć wpływ liczby Reynoldsa i uzależnić straty tylko od chropowatości względnej. Z rysunku VŁ2. wynika
Xrs»
(V1.8)
a as 80, m a* 0,5.
Funkcja (V1.8) obowiązuje w obszarze rozwiniętej chropowatości:
W obszarze
Re>2105
odpowiada to warunkowi
k
— >2-10'4. (V1.9)
Natomiast w obszarze
tj- w obszarze hydraulicznie gładkim, funkcja Xr zależy tylko od liczby Reynoldsa i dla Re> 2*105 jest
Za « 1 (VI. 8.1)
niezależnie od kjs.
Z wykresu przytoczonego na rysunku VL2 i z dalszych rozważań wynika, że w obszarze małych liczb Reynoldsa wpływ chropowatości względnej jest drugorzędny. Natomiast w obszarze dużych liczb Reynoldsa istotne znaczenie ma chropowatość względna, zaś wpływ liczby Reynoldsa jest pomijalny.
Małe liczby Reynoldsa występują w części niskoprężnej turbin parowych, tam też wpływ liczby Reynoldsa na straty jest szczególnie ważny, zaś chropowatość powierzchni nie ma większego znaczenia.
W części WP/SP liczby Reynoldsa są na ogół tak duże, że ich wpływ na straty można pomijać, natomiast szczególną rolę gra chropowatość powierzchni.
B. Straty krawędziowe
Przy spływie z krawędzi wylotowej mieszają się warstwy przyścienne wklęsłej i wypukłej strony profilu i następuje oderwanie, związane ze skończoną grubością krawędzi wylotowej ó/s. Powstają zawirowania stanowiące tzw. ślad krawędziowy. Prędkość strumienia w śladzie krawędziowym cnin jest znacznie mniejsza od prędkości w środku kanału c^. Nierównomiemość pola
prędkości wyrażona zależnością
xłt
(Y1.10)
pociąga za sobą ujemne efekty sprawnościowe i powoduje siły wymuszające drgania łopatek wirnikowych. Oddziaływanie między śladem krawędziowym a jądrem strumienia prowadzi do wygładzenia profilu prędkości w miarę wzrostu odległości x od płaszczyzny wylotu z palisady (rys. YI.3).
Ry$. VL3. Wykres prędkości i kąta wypływu wzdłuż palisady profili: linia ciągła — xft — 0,03, linia przerywana — x(t =
Wymiana pędu między śladem krawędziowym a niezaburzoną częścią przepływu jest procesem nieodwracalnym, związanym ze stratami średniej energii kinetycznej strumienia.
Według badań eksperymentalnych [16, 48] profil prędkości za palisadą wyrównuje się niemal zupełnie w odległości
x as (03—0,5)1.
Współczynnik strat krawędziowych zależy głównie od stosunku grubości warstwy zaburzonej do szerokości kanału, tj. od 8/e. W śladzie zmienia się nie tylko wartość wektora prędkości, lecz również kąt wypływu (rys. V1.3).
Dokładność, z jaką potrafimy obliczać turbiny cieplne, zależy od wiarygodności współczynników strat przepływu. Czysto teoretyczne obliczanie strat z należytą dokładnością, np. na podstawie teorii warstwy przyściennej, nie jest
12 - Muzyny Pracpl l KI