Построение векторного поля на турбо-поверхности

Построение векторов осуществляется с помощью команды: Insert → Vectors.

После ее активации появится меню, в котором следует ввести имя создаваемого векторногополя (например, VelocitySpan 50) и нажать кнопку ОК.

В результате в меню Details of Vectors на вкладке Geometry, в списке Locations нужно выбрать турбо-поверхность для построения векторов Constant Span 50. В графе Variable выбрать переменную, в цвета изменения которой будут окрашиваться вектора, например Velocity. Выполненные настройки принима­ются нажатием кнопки Apply.

Для лучшего отображения поля распределения следует отключить всю геометрию и созданные турбо-поверхности, оставив включенным только отображение объекта VelocitySpan 50. Для повышения информативности изображения рекомендуется развернуть его параллельно экрану (рис. 40).

Рис. 45. Векторное поле скорости в сечении компрессора

Определение интегральных параметров потока

При анализе рабочего процесса в турбомашинах нужно оценивать также и некоторые важные интегральные параметры, такие как действительный расход газа через компрессор (он может отличаться от значения, полученного в проектном расчете из-за более точного расчета гидравлического сопротивления канала), момент, развиваемый на лопатках РК и др.

КПД компрессора может быть вычислен по формуле:

где изоэнтропическая работа, вычисляемая по формуле

где k=1,4 – показатель адиабаты;

- температура газа на входе в компрессор, К;

- полное давление газа на входе в компрессор, Па;

- полное давление на выходе из компрессора, Па.

R = 287 Дж/кгК - универсальная газовая постоянная

Величины давления и температуры известны и были использованы в качестве граничных условий на входе.

Удельная работа на валу компрессора равна:

мощность на валу компрессора определяется по формуле:

где n – частота вращения ротора компрессора, об/мин (она является одним из граничных условий).

Таким образом, для вычисления КПД неизвестными являются расход рабочего тела через компрессор G и крутящий момент на его лопатках.

Вычисление расхода может быть осуществлено на любой границе: входной или выходной. Для расчета необходимо выбрать одну из границ и нажать кнопку Calculate. В результате в поле калькулятора будет выведена величина интересующей переменной. Однако необходимо обратить внимание, что расчет произведен для одного межлопатокчного канала.Для того, чтобы найти расход через весю ступень, необходимо полученную величину вручную умножить на число каналов (лопаток).

Вычисление крутящего момента на рабочих лопатках осуществляется в том же меню Function Calculator. В поле Function следует выбрать пункт torque (момент). Поскольку необходимо измерить крутящий момент на рабочих лопатках, то в поле Location выбирается область РК (RК Blade). Кроме того в поле Axis необходимо выбрать ось, относительно которой измеряется крутящий момент. Для проведения вычисления следует нажать кнопку Calculate. В поле калькулятора будет выведена величина крутящего момента.