Срыв потока в осевом компрессоре

Так, например, на расчетном режиме из-за возрастания плотности воздуха вдоль оси компрессора площадь его проточной части от ступени к ступени уменьшается. При больших отношение Fj,jF может дойти до 10 и более (рис. 7.1). Но если ком- прессор работает на частоте вращения намного меньшей расчетной, то плотность воздуха в конце сжатия мало будет отличаться от плотности на входе. При этом, если проходные сечения компрессора не регулируются, то произойдет рассогласование в работах ступеней. Ограничивающим сечением будет площадь на выходе а на входе образуется избыток площади, в результате чего осевая скорость первых ступеней резко уменьшится и произойдет срыв потока со спинки лопаток (рис. 7.2, а). На последних ступенях, наоборот, образуется недостаток площади, осевая скорость возрастает, и произойдет срыв потока с корытца лопаток (рис. 7.2, б). [c.106]

Заторможенные частицы, находящиеся в срывной зоне в рабочих колесах, увлекаются их лопатками в сторону вращения ротора. При этом передняя (по вращению) часть срывной зоны на роторе выносится при своем движении в область свободного незаторможенного потока в аппаратах и прилегающих участках перед и за компрессором и дросселирует этот поток. Указанное явление приводит к торможению воздуха в рассматриваемой части области проточной части компрессора, т. е. к перемещению всей зоны срыва (зоны малой скорости) в сторону вращения ротора. Одновременно частицы воздуха в аппаратах и в потоке перед и за компрессором отдают (при своем торможении) освобождающуюся часть осевого импульса тормозящей их области потока в передней части срывной зоны в колесах, разгоняют эти частицы, что приводит к перемещению границы срывной зоны в колесах в сторону, противоположную их вращению (в относительном движении). [c.124]

В гл. 7 было показано, что при изменении режима работы многоступенчатого осевого компрессора в условиях эксплуатации происходит рассогласование работы его ступеней. Образующийся при этом срыв потока со спинок лопаток первых или последних ступеней в определенных условиях может привести к неустойчивой работе компрессора, что недопустимо. Кроме того, отмеченное рассогласование приводит к увеличению гидравлических потерь, в результате чего ухудшаются основные показатели компрессора т]к и Як. Исследования показали, что образование срыва на лопатках приводит к появлению переменной составляющей аэродинамической силы, воздействующей на лопатки. При определенных условиях это может привести к разрушению лопаток. [c.135]

На рис. 8.3 для сравнения показан примерный характер зависимости запаса устойчивости от Идр при открытой и закрытой ленте перепуска. Видно, что при малых и средних приведенных частотах вращения открытие ленты перепуска приводит к существенному возрастанию запаса устойчивости компрессора, а на больших п р запас устойчивости уменьшается. Причина проста на больших частотах вращения, близких к расчетным, все лопатки обтекаются практически безотрывно. Перепуск воздуха приводит к уменьшению осевых скоростей на последних ступенях и, следовательно, к срыву потока со спинок лопаток, в результате запас устойчивости уменьшается. Поэтому перепуск воздуха применяется на запуске и на средних частотах вращения. [c.137]

Физически устранение помпажа у компрессора низкого давления при дросселировании двухвального ТРД по числу оборотов объясняется тем, что уменьшение окружной скорости лопаток при той же величине осевой скорости приводит к снижению углов атаки рабочих лопаток, в результате этого падает сте-п-ень сжатия каскада и уменьшается опасность срыва потока со спинки лопаток компрессора. Аналогично вывод компрессора высокого давления из зоны запирания объясняется тем, что увеличение окружной скорости лопаток при той же величине осевой скорости приводит к увеличению углов атаки рабочих лопаток вследствие этого возрастает степень сжатия каскада и ступени компрессора высокого давления выводятся из режима запирания . [c.36]

Важной характеристикой осевого компрессора является граница помпа-жа, связанная с явлением помпажа. В процессе работы осевого компрессора возникают возмущения, вызываемые изменениями как частоты вращения, так и сопротивления сети — газовой турбины. Они могут вывести систему компрессор — ГТ из равновесия. Важным показателем этой системы является аккумулирующая способность сети, определяемая возможностью накопления некоего избыточного рабочего тела по сравнению с его установившимся течением. На этот процесс может повлиять также изменение плотности воздуха. В такой системе могут развиваться режимы с вращающимся срывом потока, нарушающие устойчивость течения и приводящие к пульсациям. Эти явления возникают, в частности, при снижении расхода рабочего тела и уменьшении частоты вращения. При дальнейшем снижении расхода в отдельных зонах проточной части компрессора создается устойчивый вращающийся срыв потока, который сильно замедляется, и может иметь место обратное течение ( .j < 0). Развитие этого вращающегося срыва при дальнейшем уменьшении расхода в конце концов приводит к полной потере устойчивости потока и появлению колебаний давления в системе компрессор — ГТ, т.е. возникает помпаж. Это явление характеризуется нарастающим гулом в работающем компрессоре, хлопками в заборном устройстве и выбросом воздуха, появлением вибраций лопаточного аппарата вплоть до его разрушения. Одновременно резко падает КПД компрессора, поэтому явление помпажа недопустимо даже кратковременно [c.50]

При проектировании осевого компрессора требуется решить сложную аэродинамическую задачу сведения к минимуму работы, расходуемой на сжатие воздуха. Это позволяет эффективнее использовать работу, совершенную ГТ ГТУ. Особо важное значение в конструкции любого компрессора имеет способность устранения срыва потока воздуха с элементов его проточной части. При пуске ГТУ частота вращения компрессора изменяется от нуля до номинальной, поэтому важно предусмотреть такой расход воздуха через компрессор, чтобы не допустить его повреждения из-за неизбежного срыва потока при работе на положенной частоте вращения и исключить срыв потока на номинальной частоте вращения. Для решения этой задачи при пониженной частоте вращения прикрывают ВНА с целью ограничить расход, а также используют перепуск воздуха из одной или нескольких ступеней компрессора. Эти действия ослабляют интенсивность срыва потока и исключают вероятность повреждения элементов проточной части компрессора. [c.51]

Тем не менее достигнуты определенные успехи в разработке обобщающих соотношений для описания границы срыва [8.70] и возможностей повышения давления в ступенях осевого компрессора. В работе [8.71] установлено, что при полном срыве (по всей высоте лопаток) во многих компрессорах различного типа коэффициент повышения давления составляет 0,11 на ступень. Установлено также, что критическая величина загромождения потока срывной зоной составляет около 30 %, выше которой частичный срыв переходит в полный срыв по всей высоте лопаток. Кроме того, ясно показано, что для высоких величин расчетного коэффициента расхода характерен большой гистерезис между срывной и устойчивой ветвями. [c.239]

В работе [11.38] наблюдалась отчетливая тенденция изменения измеренных величин степени турбулентности в зависимости от Не в области их критических значений. При малых числах Рейнольдса степень турбулентности потока достигала почти 14%, уменьшаясь до 4% при увеличении Ке свыше 10 . Измеренные в одноступенчатом осевом компрессоре степени турбулентности потока составляли от 2,2 до 3,4% [11.39]. Результаты экспериментального исследования, проведенного Эвансом (рис. 2.10), получены при величинах степени турбулентности потока в диапазоне от 2% при максимальном расходе воздуха до 4,3% на режиме срыва. В разд. 2.6 упоминаются турбулентные возмущения величиной 18% (в паровой турбине мощ- [c.334]

Вблизи торцевых стенок происходит избыточный поворот потока, тогда как на некотором расстоянии от стенок поток недо-кручивается. Этот избыточный поворот, который может привести к срыву потока в осевых компрессорах, начинается в угловых областях. [c.78]

Осевым компрессором на некоторых режимах их работы свойственна неустойчивая работа, называемая помпажем компрессора. Причиной неустойчивой работы компрессора является срыв потока с лопаток отдельных ступеней компрессора при нерасчетных условиях их обтекания. Для повышения запаса устойчивости и исключения явлений срыва потока и помпажа компрессора у современных ГТД осуществляется то или иное специальное их регулирование. Наиболее эффективные способы регулирования— поворот лопаток спрямляюи их аппаратов групп первых и последних ступеней, а также использование компрессоров двух-вальной схемы. Широко применяются также ленты перепуска воздуха из промежуточных ступеней компрессора в атмосферу. [c.55]

На рис. 6.1 показана схема срывного обтекания решетки профилей рабочего колеса осевого компрессора. Возникающие при срыве потока вихри неустойчивы и имеют тенденцию к самовоз-растанию. Образующаяся вихревая пелена, распространяясь в рлежлопаточном каналеуменьщает эффективное сечение потока, в результате чего расход воздуха еще более уменьщается. Наступает момент, когда вихри полностью заполняют межлопа-точные каналы, подача воздуха компрессором при этом прекращается (расход воздуха равен нулю). В последующее мгновение происходит смывание. вихревой пелены, при этом возможен выброс воздуха на вход в компрессор. Повторное и многократное поджатие одной, и той же порции воздуха в компрессоре при помпаже приводит к повыщению температуры воздуха на входе в компрессор (многократный подвод энергии к одной и той же массе воздуха). [c.152]

Колебания компрессорных лопаток от вращающегося срыва также являются резонансными. Вращающиеся срывные зоны могут возникать при работе осевого компрессора на некоторых нерасчетных режимах. Срывные зоны вращаются в ту же сторону, что и ротор, но с меньшей угловой скоростью /гсрыв=<ВсрывИс> причем сосрыв (0,3-ь0,6). Частота возбуждения от вращающегося источника неравномерности газового потока будет кратна разности частот вращения [c.322]

Влиянию радиального зазора между лопатками и корпусом у осевых вентиляторов всегда уделялось большое внимание. Вентиляторы, в отличие от компрессоров, часто выполняются с относительно большими зазорами. Следует отметить работу А. В. Колесникова (1960) по влиянию зазора на аэродинамическую характеристику. Потери в зазоре зависят от его величины по отношенйю к длине лопатки и от параметра, характеризующего отношение прироста статического давления в рабочем колесе к динамическому давлению осевой скорости. Из-за резкого увеличения потерь давления в области зазора происходит не только уменьшение давления и кпд вентилятора, но и более раннее наступление срыва потока, что приводит к сужению области рабочих режимов. [c.844]

При значениях /г пр, больших расчетного, величина tz и плотность воздуха на последних ступенях оказываются больше потребных. Это приводит к относительному уменьшению осевых скоростей воздуха на последних ступенях, к увеличению углов атаки и срыву потока на этих ступёнях. Такие условия обтекания приводят уже к явлению верхнего срыва (верхнего помпажа) компрессора в момент достижения точки в на характеристике компрессора. Данный вид неустойчивости компрессора в условиях эксплуатации возможен, когда двигатель работает при макси- [c.59]

Возмущающие силы возникают в результате неравномерности газодинамического поля по окружности проточной части, пульсаций потока, нестанционарных режимов, например вращающийся срыв в ступени осевого или центробежного компрессора на режиме малого расхода воздуха и т. Д. [c.231]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...