ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности течения воздуха в вентиляторной ступени из "Теория авиационных двигателей " Течение воздуха в вентиляторной ступени имеет некоторые особенности, связанные с относительно малым втулочным диаметром и сравнительно высокой степенью повышения давления. Поэтому здесь пространственность потока (см. гл. 2) проявляется в значительно большей степени, чем в ступенях с короткими лопатками. Однако в рамках данного курса мы остановимся только на физической картине явления. Упомянутые выше факторы приводят к тому, что в связи с увеличением плотности воздуха происходит довольно значительное сужение меридионального сечения канала по потоку, в результате чего появляется радиальная составляющая скорости, а лопатки обтекаются под некоторым переменным углом ф (появляется скольжением потока), что показано на. рис. 4.8. [c.86] Скольжение потока приводит к изменению основных характеристик лопаточных венцов. Это связано, прежде всего, с увеличением критического числа Re p при возрастании угла скольжения ф. Рост ф приводит к увеличению толш,ины пограничного слоя у поверхности лопаток и гидравлических потерь, при их обтекании. Поэтому с увеличением ф КПД диффузорной решетки снижается. В приближенных расчетах можно считать, что увеличение угла скольжения на 1° приводит к снижению КПД примерно на 0,15 %. [c.86] Скольжение потока оказывает также влияние на величину номинального угла поворота потока в решетке Др. При больших густотах решетки (6/ 1,5) увеличение ф приводит к возрастанию Др. В области средних густот.решеток bit = 1,0. .. 1,5) скольжение потока оказывает слабое влияние на Др. В приближенных расчетах этим влиянием можно пренебречь. Когда густота решетки мала bit 1,0), увеличение ф приводит к падению Др. [c.86] При создании компрессорных и вентиляторных ступеней влияние скольжения на напор и КПД ступени учитывают. При приближенном расчете и профилировании лопаток этим влиянием можно пренебречь. [c.87] Особенности в профилировании лопаток вентиляторной ступени связаны также с относительно высокой степенью повышения давления воздуха в ступени и с непостоянством работы по высоте лопатки рабочего колеса. [c.87] Для создания высокого напора необходимо иметь высокие окружные скорости. В современных вентиляторах окружная скорость на конце лопаток основного рабочего колеса достигает более 500 м/с. Осевая скорость выбирается до 200. .. 220 м/с. В связи с этим на периферийных участках лопаток рабочего колеса относительная скорость оказывается сверхзвуковой. Так как с уменьшением радиуса окружная скорость снижается, то падает и относительная скорость. На некотором радиусе она становится равной скорости звука. На меньших радиусах лопатки рабочего колеса обтекаются воздухом при дозвуковых скоростях. Следовательно, периферийные участки лопаток должны быть спрофилированы как сверхзвуковые, а втулочные участки — как дозвуковые. [c.87] Лопатки основной ступени вентилятора должны быть спрофилированы так, чтобы дополнительные потери, связанные с неравномерностью распределения работы по высоте лопатки рабочего колеса, были минимальными. [c.87] Газодинамический расчет и профилирование лопаток дополнительной (подпорной) ступени внутреннего контура вентилятора производятся при том условии, что работа по высоте лопатки изменяется. Осевая скорость на входе в ступень принимается равной осевой скорости на выходе из внутреннего направляющего аппарата первой ступени. [c.87] Расчет и профилирование лопаток подпорной ступени на трех радиусах производится в основном также, как и в ступени осевого компрессора. Отличие состоит в том, что лопатки направляющего аппарата несколько наклоняются в направлении против потока, что производится с целью уменьшения гидравлических потерь, связанных с загромождением канала лопатками, а также с целью выравнивания параметров потока по высоте лопатки. [c.87] Входящие в эти формулы геометрические параметры показаны на рис. 4.9. [c.88] Характерная картина изменения параметров воздуха по высоте лопатки вентилятора с подпорной ступенью показана на рис. 4.10. Из этого рисунка следует, что за вентилятором наблюдается довольно существенная радиальная неравномерность потока. По мере движения воздуха за втнтилятором его параметры постепенно выравниваются, при этом возникают дополнительные гидравлические потери. [c.88] Характер распределения работы по высоте лопатки одноступенчатого вентилятора показан на рис. 4.11. Там же отмечена величина Li. [c.89] На рис. 4,12 показано характерное распределение степени повышения давления по высоте лопатки. Большая неравномерность Яв означает наличие существенной неравномерности параметров потока за вентилятором, приводяш,ей к значительным гидравлическим потерям. [c.89] Вернуться к основной статье