Лекция № 16 « Многоступенчатые ОК. Центробежные компрессоры»

Для получения наилучших данных современных ГТД различных типов общая степень повышения давления воздуха в компрессоре должна быть порядка и более. В осевых компрессорах этого можно увеличить только путем последовательного сжатия воздуха в ступенях многоступенчатого осевого компрессоре.

Число ступеней колеблется от 6 до 17, а степени повышения давления находятся в пределах 7-20 и более.

Центробежным называю такой компрессор, у которого повышения давления воздуха в рабочем колесе происходит под действием центробежных сил инерции, возникающих при его вращении.

Параметры многоступенчатого ОК.

Основными величинами, характеризующими работу многоступенчатого компрессора, являются:

а) степень повышения воздуха

;

б) работа, затраченная на вращение компрессора

в) адиабатический КПД компрессора

Изменение скорости потока и геометрических размеров по тракту компрессора.

Поперечные размеры компрессора будут тем меньше, чем больше осевая скорость потока. Они уменьшаются также с уменьшением относительного диаметра втулки . Длина компрессора определяется числом ступеней. Чем больше работа каждой ступени, тем меньше требуется ступеней.

В современных компрессорах в первой ступени выбирают не меньше , а величина осевой скорости . В последней ступени принимают .

Распределение работы между ступенями.

Работа ступени определяется из условия предельно допустимой аэродинамической нагруженности, характеризуемой величиной коэффициента теоретического напора .

На первых ступенях уменьшается на и более по сравнению с в зависимости от расчетной степени сжатия и диапазоне изменения режимов работы компрессора.

На средних ступенях увеличивают по сравнению с в пределах допустимой нагруженности () и условий получения заданной работы компрессора.

Распределения работы по ступеням компрессора должно быть .

Работа и компрессора распределяется между каскадами с учетом возможностей распределения работы между соответствующими турбинами и особенностей работы компрессора в условиях эксплуатации.

Принцип работы центробежного компрессора. Основные параметры ступени.

При вращении колеса воздух по каналам, образованным лопатками, нагнетается к периферии. Перед колесом образуется разрежение и наружный воздух непрерывно по входному устройству поступает к колесу. В каналах колеса воздух, находясь в поле центробежных сил, сжимается и выхолит из колеса, имея повышенное давление и значительно большую, чем на входе, абсолютную скорость. Одновременное увеличение давления и скорости в колесе объясняется тем, что на валу колеса затрачивается внешняя работа. Из колеса воздух поступает в диффузор, где кинетическая энергия потока преобразуется в работу сжатия.

Основными геометрическими параметрами ступени являются: наружный диаметр колеса , диаметр колеса на входе , диаметр втулки колеса , ширина колеса на входе , ширина колеса на выходе , а также их относительные значения, которые находится в следующих пределах: ; ; .

Окружная скорость колеса и более, степень повышения давления , доходящая до .

Течение воздуха в элементах ступени центробежного компрессора.

Входное устройство ступени выполняют так, чтобы воздушный поток либо имел осевое направление перед колесом, либо же имел некоторую закрутку, направленную обычно по направлению вращения колеса. В последнем случае во входном устройстве помещают входной неподвижный направляющий аппарат.