Кинематические и газодинамические параметры компрессорной ступени

Осевые компрессоры

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ТУРБОМАШИН

Изолированная ступень осевого компрессора состоит из входного направляющего аппарата (ВНА), рабочего колеса (РК) и направляющего аппарата (НА) - рис.5.1. С приведением во вращение РК воздух, проходящий через лопаточный венец, получает энергию в виде скорости в направлении вращения и в виде давления (решетка РК диффузорна, т.е. представляет собой расширяющийся канал). Последующий НА превращает скоростной напор в давление, раскручивает поток до направления, которое было в сечении 1-1. В последней ступени осевого компрессора спрямляющий аппарат обычно раскручивает поток до осевого направления.

а) б)

Рис. 5.1. Схема ступени осевого компрессора (а),

соответствующие ей треугольники скоростей (б).

Существует связь между адиабатным К.П.Д. ступени η _СТ и окружной скоростью U, осевой составляющей абсолютной скорости С_а и углами β₁ и β₂ (рис.5.1), которую рассмотрим на примере ступени с закруткой на входе по направлению вращения, т.е. при α = 90º. По формуле Эйлера при U₁ = U₂ = U К.П,Д. ступени определится как:

(5.1)

С учетом того, что , а , зависимость (5.1) запишется в виде:

(5.2)

В большинстве случаев , тогда

(5.3)

Одним из основных кинематических параметров ступени, определяющих η _СТ, является окружная скорость на периферии U_н. В любой реальной конструкции U_н ограничена прочностью ротора и рабочих лопаток.

Скорость С_а на среднем диаметре определяет объемный расход при

данных размерах. Пользуются понятием коэффициента расхода = С_a /U. Подставляя в формулу для напора C_a = · U, получаем:

(5.4)

т.е. при заданных С_а и работа сжатия ступени пропорциональна квадрату окружной скорости.

Кроме того распространено использование коэффициента теоретического напора

(5.5)

Тогда , где U – условный предельный теоретический напор, который можно получить от ступени при C_2U = U и при C_1U = 0.

Из всего вышесказанного следует, что

(5.6)

т.е. при заданном коэффициенте расхода коэффициент напора зависит только от угла поворота потока в решетке.

Дата добавления: 2014-10-22