Входное устройство

Течение воздуха в ЦБК

Изменение параметров потока воздуха при его течении вдоль проточной части ЦБК покажем схематично (Рисунок 2). Проточную часть делим в соответствии с разделом 0. Номер сечения присваивается параметром как их нижний индекс.

Входным устройством подводится воздух к рабочему колесу. Скорость воздуха здесь увеличивается до значения за счёт конфузорности канала, не подводится работа, полная температура воздуха остаётся постоянной, статическая температура несколько падает, полное давление несколько снижается из-за гидравлических потерь, статическое давление падает из-за увеличения скорости воздуха.

Рисунок 2 – Изменение параметров потока по длине проточной части ЦБК

Рабочее колесо ЦБК имеет лопатки, которые заставляют воздух вращаться. Под действием центробежных сил при вращении и торможения потока в относительном движении воздух сжимается. Абсолютная скорость воздуха увеличивается вследствие воздействия на него лопаток рабочего колеса. Таким образом, к воздуху в рабочем колесе подводится работа, и поэтому в нём увеличивается полная и статическая температура, полное и статическое давление, и абсолютная скорость воздуха.

Из рабочего колеса поступает воздух сначала в безлопаточный диффузор, потом в лопаточный диффузор. Диффузор служит для преобразования кинетической энергии воздуха («скорость») в энергию потенциальную (давление). В диффузоре снижается скорость, возрастает статическая температура и статическое давление. Так как не подводится и не отводится работа, отвод температуры через стенку минимальный, полная температура остаётся постоянной. Под действием трения и турбулентного течения в диффузоре снижается полное давление.

Выходное устройство предназначено для поворота потока воздуха в зависимости от конструкции следующего узла двигателя. В выходном устройстве обычно ещё несколько снижается скорость, поэтому и несколько растёт статическое давление и статическая температура воздуха. Работа не подводится и не отводится – полная температура остаётся постоянной; под действием трения и турбулентного течения полное давление несколько снижается.

Строго говоря, входное устройство не является частью ступени компрессора, а компрессора в целом или даже отдельною частью ГТД. Так как не редко одна ступень ЦБК является единственной ступенью компрессора ГТД, то входное устройство, как правило, рассматривают как часть ступени ЦБК.

Рисунок 3 – Конструктивные схемы ВУ: а – осевое ВУ; б – входная улитка; в – коленообразное ВУ

Входным устройством осуществляет подвод воздуха к рабочему колесу. В зависимости от схемы двигателя и его компоновки входные устройства принимают различные формы (Рисунок 3).

Входное устройство должно обеспечить симметричность потока воздуха на входе в рабочее колесо, равномерное заполнение всех каналов колеса, форма входного устройства должна обеспечить минимальные гидравлические потери.

Оценка гидравлических потерь осуществляется с помощью коэффициента восстановления полного давления:

.

(12)

Для центробежных компрессоров ГТД наиболее характерными являются осевые и коленообразные входные устройства. Коэффициент обычно принимает значение 0,99…0,98 – для осевого входа и 0,98…0,97 – для коленообразного входа [ Ошибка! Источник ссылки не найден. ].

Во входном устройстве могут быть установлены лопатки неподвижного направляющего аппарата, создающего закрутку потока перед рабочим колесом в сторону вращения колеса. Такая закрутка служит для уменьшения относительной скорости воздуха. Этот вопрос будет более подробно описан в разделе 0.

Дата добавления: 2014-01-05