Лекция № 14 « Основные параметры ступени осевого компрессора »

Условия совместной работы элементов ступени, расположенных различных радиусах. Ступень ОК с постоянной циркуляцией и с постоянной реактивностью по высоте лопатки

Окружная скорость колеса с увеличением радиуса возрастает, в результате чего увеличивается относительная скорость воздуха, поступающего на рабочее колеса, и уменьшается угол между относительной скоростью воздуха и плоскостью вращения рабочего колеса, т.е. различные сечения по высоте лопатки работают в различных условиях.

В зависимости от принятого закона закрутки лопаточного аппарата, треугольники скоростей, определяющие в основном геометрию лопаток на различных радиусах, будут изменяться по длине лопатки различным образом, и лопатки при этом будут иметь ту или иную форму.

В компрессоростроении наиболее широко применяются лопатки двух типов:

- с постоянной циркуляцией по длине;

- с постоянной степенью реактивности по длине.

В рабочем колесе с постоянной циркуляцией по длине лопатки приложенная работа к 1кг воздуха остается постоянной. Практически это означает, что с увеличением радиуса (больше окружная скорость и) закрутка воздуха в рабочем колесе уменьшается.

Лопатки с постоянной по длине реактивности и прикладываемая к 1 кг воздуха оставались на всех радиусах постоянными, т.е. и

Радиальные и осевые зазоры и их влияние на работу ступеней осевого компрессора.

В целях предотвращения трения лопаток о корпус компрессора и заклинивания ротора устанавливается радиальный зазор между торцами рабочих лопаток и корпусом компрессора.

Радиальный зазор оказывает влияние на обтекание концевой части лопаток. В результате разности давления на профиле, получаемой при течении воздуха в решетке, и воздействия конца вращающейся лопатки корпуса компрессора, происходит перетекание воздуха через зазор со стороны корытца к спинке лопатки.

Рост потерь из – за перетекание в радиальном зазоре и уменьшение подводимой работы в концевой части лопатки приводят к снижению напора (адиабатной работы сжатия) и КПД ступени.

Увеличение радиального зазора на 1% приводит к снижению КПД компрессора на 1,5…3,0% и к падению напора ступени на 3…5%.

Важную роль в работе осевого компрессора имеют осевые зазоры и между рабочими и направляющими лопатками.

Изменение КПД ступени при увеличении осевого зазора обусловливается благоприятным влиянием выравнивания потока, отрицательным действием сил трения на граничных поверхностях в зазоре и изменением утечек.

Увеличение осевого зазора приводит также к уменьшению уровня шума, снижает степень повреждения лопаток ступени при попадании в проточную часть компрессора посторонних предметов.