полным подводом РТ и исключает потери, обусловленные парциаль-
ностью.
При конструировании МРТ нельзя использовать существующие
стандартные методики проектирования РК полноразмерных турбин,
так как малые углы выхода потока из СА обусловливают большие
углы поворота потока в РК, что увеличивает его толщину при сохра-
нении оптимального шага. Для обеспечения приемлемой толщины РК,
работающих с СА, лопатки [1] выполняются с большим относитель-
ным шагом. Вследствие этого для повышения эффективности МРТ
необходимо решить задачи аэродинамического совершенствования и
определения оптимальных геометрических и режимных параметров
проточных частей РК с большим углом поворота потока.
Цель настоящей работы — разработка положений для повышения
эффективности сверхзвуковых осевых МРТ рациональным профили-
рованием РК с учетом режимных параметров ступени.
Для этого решались следующие задачи: обработка результатов экс-
периментальных замеров, выполненных в СПбГТУ в лаборатории
МРТ; разработка методики получения коэффициентов скорости РК и
углов выхода потока РТ; построение математических моделей регрес-
сионного типа, коэффициента скорости РК МРТ и угла выхода потока
РТ из РК; проверка адекватности моделей экспериментальным дан-
ным; проведение вариантных расчетов для анализа физической сущ-
ности явлений и оптимизация.
Программа исследований включила в себя анализ газодинамиче-
ских характеристик трех РК в составе МРТ (сопла СА имели углы
выхода 5
◦
, 7
◦
и 9
◦
) по разработанным математически формализован-
ным моделям, учитывающим влияние каждого исследуемого фактора
на эффективность РК.
Экспериментальный стенд (рис. 1), модели РК и СА для выполне-
ния исследований, были изготовлены в лаборатории МРТ СПбГТУ.
Экспериментальный стенд позволил выполнить динамические и
статические исследования малорасходных осевых турбин, работаю-
щих при больших перепадах давлений (
π
Т
60
и
t
∗
0
500
◦
С), и
получить суммарные характеристики модельных ступеней в широком
диапазоне изменения частот вращения РК (
0
n
500
c
−
1
)
и пере-
падов давления (
2
π
Т
60
)
P
∗
0
(от 0,2 до 0,8МПа) и
P
2
(от 0,1 до
0,015МПа).
По результатам эксперимента установлены средние значения серии
параллельных экспериментов и их погрешность с 95%-ной вероятно-
стью. Доверительные оценки средних значений основывались на гипо-
тезе нормального закона распределения случайных ошибок измерения.
Согласно технической литературе, для анализа полученных в резуль-
тате эксперимента данных исследователи наиболее часто применяют
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 1 89
