12 / 15
Рис. 7. Зависимости характерных разме-
ров зоны смешения от толщины перего-
родки щели (
1–3
— см. рис. 5)
от
s/b
, рассчитанных для те-
чения в канале с параметрами
Re
= 10
5
,
q
п
/q
о
= 40
при спут-
ном вдуве охладителя.
Выводы.
Для обеспе-
чения заданной протяженно-
сти низкотемпературной при-
стеночной зоны использование
подачи охладителя с предва-
рительной закруткой позволя-
ет снизить на 40. . . 50% от-
носительный массовый расход
G
о
/G
п
относительно варианта
со спутным вдувом и обеспе-
чить минимальное тепловое воздействие на стенки канала. Установле-
но, что в рассмотренных диапазонах изменения значений режимных
параметров низкотемпературная пристеночная зона имеет характер-
ную длину
(10
. . .
40)
b
для спутной подачи охладителя и
(25
. . .
75)
b
для подачи охладителя с предварительной закруткой.
Получены зависимости, характеризующие влияние степени закрут-
ки потока в начальном сечении канала на относительные параметры
L
0
/b
,
L
1
/d
и
L
2
/b
. Показано, что наиболее целесообразным является
установка в щели лопаток под определенным углом
α
max
= 45
◦
. . .
50
◦
,
что обеспечивает достижение максимальных значений
ω
0
.
На эффективность системы завесного охлаждения влияет отноше-
ние скоростных напоров
q
п
/q
о
, увеличение которого приводит к росту
протяженности ядра потока и снижению длины пристеночной зоны.
Это обусловлено в первую очередь увеличением разности полных да-
влений газа в основном потоке и низкотемпературной пристеночной
области, а также эффектом эжекции охладителя.
Другим важным параметром, влияющим на характеристики систе-
мы завесного охлаждения, является критерий Рейнольдса. В частно-
сти, при повышении Re от
∼
10
5
до
∼
10
6
происходит уменьшение
L
2
/b
на 21. . . 32%, т.е. интенсификация перемешивания негативно ска-
зывается на эффективности завесного охлаждения.
Расчеты также показали, что некоторое влияние на интенсивность
смешивания (в пределах 10. . . 15% по параметрам
L
1
/d
и
L
2
/b
) ока-
зывает толщина перегородки щели
s
. Увеличение
s
приводит к росту
зоны обратных токов в области щели, что сопровождается интенси-
фикацией процесса распада низкотемпературной пристеночной зоны
и снижением эффективности завесного охлаждения.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 4 31