1
УДК 621.1
Определение вязкости смесевого рабочего тела
высокотемпературной турбины
© А.А. Жинов, П.А. Милов
КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана, Калужский филиал, Калуга, 248000
Дано сравнение различных методов определения вязкости неидеальных газовых смесей.
Рассчитаны вязкости смеси газов Н
2
О и СО
2
при их различных концентрациях и пара-
метрах в высокотемпературной турбине. Установлено незначительное расхождение
результатов, полученных с использованием различных методик. Показано, что влия-
ние температуры смеси на ее вязкость значительно превышает влияние выбора рас-
четной методики в рассмотренном диапазоне концентраций.
Ключевые слова:
вязкость, рабочее тело, высокотемпературная турбина, смесь
газов.
Характеристики распространенных в турбоустановках рабочих
тел, таких как водяной пар или смесь продуктов сгорания углеводо-
родного топлива с воздухом, для традиционных диапазонов измене-
ния их параметров достаточно хорошо изучены. Совершенствование
турбоустановок требует перехода на более высокие параметры рабо-
чих тел, а зачастую и на нетрадиционные смесевые рабочие тела,
например на смесь водяного пара и углекислого газа. Характеристики
последних, особенно в области высоких температур и давлений, за-
частую изучены слабо.
Например, вязкость рабочего тела во многом определяет эффек-
тивность турбоустановки и ее эксплуатационные характеристики.
При течении рабочего тела в турбине вязкость — один из главных
параметров, от которого зависят потери в лопаточном аппарате. При
моделировании течения в проточной части высокотемпературной
турбины, рабочим телом в которой является смесь водяного пара и
углекислого газа, необходимо достоверно установить теплофизиче-
ские параметры такой смеси в широком диапазоне значений темпера-
туры и давления. Существует множество аналитических и экспери-
ментальных методов их определения. В подавляющем большинстве
случаев экспериментальное измерение дорого или невозможно и
необходимо использовать аналитические и полуэмпирические мето-
дики расчета. Для сравнения некоторых распространенных методик
вычисления вязкости смеси газов H
2
O и CO
2
при их различных кон-
центрациях и параметрах, характерных для проектируемой высоко-
температурной турбины, предварительно был определен процентный
состав газовой смеси, молекулярные массы компонентов и вязкости
чистых веществ, входящих в смесь, при параметрах течения в тур-
бине. Вязкость определяли как величину, обратную текучести.
