Следует отметить, что экспериментальная установка состояла из
линейного каскада трех лопаток, центральная лопатка охлаждалась
и была препарирована для замеров, что позволяет использовать пе-
риодические границы в межлопаточном канале. Кроме того, в целях
получения невозмущенной картины течения и теплообмена на про-
филе лопатки при выдуве охлаждающей пелены в эксперименталь-
ной установке были максимально отсечены все вторичные течения.
Это позволяет использовать полезное упрощение расчетной области,
т.е. выделить в среднем сечении по высоте лопатки слой, равный по
толщине одному шагу рядов отверстий пленочного охлаждения. На
верхней и нижней границах данной расчетной области были зада-
ны условия периодичности. Это соответствует лопатке с бесконечно
длинной профильной частью.
Модельная сопловая лопатка имеет профиль C3X, постоянное
по высоте сечение и не имеет закрутки. Подробные геометрические
характеристики приведены в работе [5]. Хорда лопатки составляет
144,9 мм, высота 76,2 мм. На входной кромке размещено пять рядов
перфорации. Отверстия диаметром 1 мм расположены в шахматном
порядке. При выборе расчетной области для описания течения в ре-
шетке были использованы периодические граничные условия, что
позволило рассматривать только одну лопатку. Периодические грани-
цы, отстоящие друг от друга на один шаг решетки, т.е. на 117,7 мм,
моделируют бесконечную линейную решетку. Часть входной кромки,
оснащенная подводящим устройством и рядами отверстий пленочного
охлаждения, была теплоизолирована от остального профиля.
В настоящей работе рассматривается наиболее практически инте-
ресный случай трансзвукового обтекания при следующих условиях:
Ma
1
и Ma
2
— число Маха перед и за лопаточным венцом — 0,16 и
0,9 соответственно; Re
2
— число Рейнольдса за лопаточным венцом —
2
∙
10
6
;
T
1
— полная температура основного потока перед лопаточным
венцом — 691 K;
P
1
и
P
2
— давление основного потока: полное перед
лопаточным венцом и статическое за ним — 0,3057 и 0,1793МПа; Tu
1
—
степень турбулентности основного потока перед лопаточным венцом
— 6,5%; число Рейнольдса определено по хорде лопатки и выходным
параметрам потока.
Основные параметры охладителя приведены в табл. 1. Все перечи-
сленные граничные условия сохранялись неизменными как для случая
с моделированием выдува воздуха, так и для случая с водяным паром.
Таблица 1
Полная температура охладителя
T
охл
, K
Относительный расход охладителя,
G
охл
1
2
3
4
5
477
0,32 % 0,16 % 0,20 % 0,28 % 0,19%
58 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 1
