Закрутка потока на входе в ступень компрессора

Если поток воздуха, входящий в компрессор, сразу попадает в РК (т.е. отсутствует входной НА), то вектор скорости на входе имеет осевое направление. То есть,. План ско­ростей осевой ступени без за­крутки потока показан на рис. 1.21. пунктиром.

Если направление потока на входе отличается от осе­вого на­правления, у абсолютной скорости появляется окружная состав­ляющая, которая называется предварительной закрут­кой. Если направление проекции совпадает с направлением ок­руж­ной скорости, то закрутка считается положительной, если направление указанных векторов скоростей противо­положно, то закрутка считается отрицательной. За­крутка потока на входе в РК создается с помощью входного направляющего аппарата (ВНА).

Рассмотрим, как влияет положительная закрутка на рабочий процесс в ступени компрессора при неизменной частоте враще­ния ротора n, расходе рабочего тела и угле поворота потока в РК. План скоростей при этом изменится так, как показано на рис. 1.21 (сплошная линия).

Как видно из рис. 1.21, введение положительной закрутки при неизменном расходе рабочего тела и частоте вращения n приводит к уменьшению относительной скорости на входе в РК. Она во многом определяет уровень потерь в РК, поэтому ее снижение приводит к уменьшению потерь и росту КПД ком­прессора. Однако при применении положительной закрутки вто­рой член уравнения (20) ( увеличивается (при отсутствии за­крутки он равен нулю), что приводит к уменьшению затрачен­ного напора. Это подтверждается уменьшением разности про­екций, которая для осевых компрессоров прямо пропорцио­нальна (рис. 1.21).

Пунктирная линия – ступень без закрутки

Сплошная линия – ступень с положительной закруткой

Рис. 1.21. Изменение плана скоростей осевого компрессора при введении положительной закрутки

Положительную закрутку можно выполнить таким образом, чтобы величина скорости потока в относительном движении не менялась. Это позволит сохранить уровень потерь и КПД на исходном уровне. Равенства относительных скоростей в этом случае достигается за счет увеличения частоты вращения ротора и окружной скорости (. При этом естест­венно воз­растут и абсолютные скорости (Измене­ние пла­нов скоростей осевых компрессоров при этом по­казано на рис. 1.22.

Если угол поворота потока в РК при этом оставить неиз­менным, то разность проекций останется неизменной, что подтверждается анализом треугольников скоростей на рис. 1.22. Это факт вместе с увеличением окружной скорости говорит о увеличении затраченного напора и в конечном итоге степени сжатия. Увеличение при неизменной работе сжа­тия в РК (т.к.) приведет к снижению степени реактив­ности

а – ступень без закрутки

б – ступень с положительной закруткой и неизменной относительной скоростью

Рис. 1.22. Изменение плана скоростей осевого компрессора при введении положительной закрутки при неизменной относительной скорости

Дата добавления: 2014-01-05