ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ступень осевого компрессора с постоянной циркуляцией по высоте лопатки из "Теория авиационных двигателей " Одним из основных способов, используемых на практике создания осевых лопаточных машин (компрессоров и турбин), является способ постоянной циркуляции. [c.46] При этом способе циркуляция скорости вокруг любой замкнутой окружности по высоте лопаток сохраняется постоянной. Такую зависимость можно получить, если движение воздуха в зазоре между колесом и направляющим аппаратом принять потенциальным (безвихревым). [c.47] На основании ранее сделанного допущения = О, поэтому из (2.27)получаем = onst, т. е. осевая составляющая абсолютной скорости по высоте лопаток не меняется. [c.47] Так как циркуляция скорости по любому замкнутому кругу (ось которого совпадает с осью вращения колеса) Г = 2пгСи, то такой закон изменения тангенциальных составляющих скоростей по высоте лопаток получил название способа постоянной циркуляции. [c.47] Заметим, что из постоянства гСи вытекает постоянство работы каждой элементарной ступени по высоте лопаток. [c.47] Полученные зависимости позволяют построить треугольники скоростей потока для любого радиуса по высоте лопаток, если на каком-либо одном радиусе они известны. [c.47] На рис. 2.19 показаны треугольники скоростей и соответствующие сечения лопаток для корневого и периферийного радиусов ступени с постоянной циркуляцией, с осевым входом в рабочее колесо. [c.48] Здесь ввиду того, что закрутка на входе отсутствует сц, == 0), изменение по радиусу происходит только за счет изменения окружной скорости, а изменение w. — не только из-за изменения окружной скорости, но главным образом из-за влияния центробежных сил в зазоре между колесом и направляющим аппаратом. [c.48] В результате происходит значительное изменение углов набегания потока на лопатки и соответствующее изменение формы профиля в корне и на периферии лопаток. В перифгрийной части лопаток угол поворота потока Ар значительно меньше, чем в корневой ДРв, поэтому на периферии профиль сечения меньше изогнут, чем у корня лопаток. [c.48] На рис. 2.20 для сравнения изображены лопатки рабочего колеса и направляющего аппарата (вид сверху). Видно, что в целях осуществления бессрывного обтекания (сечения профилей должны быть ориентированы к соответствующим скоростям) лопатки должны быть не постоянного сечения, а закрученными относительно корня. [c.48] Профиль корня лопаток обычно выполняют толще периферийного. Это целесообразно как из газодинамических соображений (так как М лв Малк), так и из прочностных, ибо максимальную нагрузку от центробежных сил вращающихся лопаток испытывает корневое сечение. [c.48] В соответствии с изменением скоростей меняются также и давления. На рис. 2.21 показаны эпюры скоростей и давления в характерных сечениях лопаток. [c.48] На выходе из направляющего аппарата (сечение 5—5) эпюра скоростей и давления выравниваются. [c.49] Увеличение давления по радиусу в зазоре между колесом и направляющим аппаратом при постоянном отношении давления по высоте лопаток приводит к тому, что степень реактивности вдоль радиуса растет. Иначе говоря, при гс = onst нагрузка в корневой части рабочих лопаток меньше, чем в периферийной. [c.49] В заключение отметим, что, хотя реальный поток принципиально будет отличаться от рассматриваемого нами безвихревого потока, лопатки, профилированные по закону постоянной циркуляции, дают хороший результат и имеют достаточно высокий КПД. Это, очевидно, объясняется тем, что влияние вязкости сказывается только в небольшом пограничном слое, а ядро потока является потенциальным, подчиняющимся закону постоянной циркуляции. [c.49] Однако закон- лс = onst имеет свои пределы применяе-люсти, обычно этот закон применяют для не очень длинных лопаток, средних и последних ступеней компрессора. [c.50] Это объясняется сильным увеличением степени реактивности по высоте лопаток. При длинных лопатках, соответствующих относительному диаметру втулки d = 0,4. .. 0,5 (первые ступени) степень реактивности на периферии лопаток приближается к единице, а в корневой части может стать существенно отрицательной т. е. в корневой части лопаток воздух не сжимается, а расширяется). [c.50] Кроме того при малых значениях d согласно условию лЛшц = = onst сильно увеличивается разница между углами поворота потока Ар в корневой и периферийной части рабочих лопаток. [c.50] В результате этого лопатки получаются сильно перекрученными, не технологичными. Все это приводит к ограничению применения закона гси = onst для длинных лопаток. [c.50] Практически закон постоянной циркуляции можно рекомендовать для ступеней с относительным диаметром втулки d 0,6. [c.50] Вернуться к основной статье