Характеристика лопаточных компрессоров

ХАРАКТЕРИСТИКА ЛОПАТОЧНЫХ КОМПРЕССОРОВ [c.240]

Зона устойчивой работы компрессора. Противопомпажные устройства. Важной особенностью лопаточных компрессоров является наличие зоны неустойчивой работы, граница которой нанесена на характеристике (рис. 7.12). Если режим работы компрессора достигнет указанной границы, будет иметь место явление помпажа, которое возникает как следствие срыва потока с лопаток при больших углах атаки на нерасчетных режимах. Помпаж сопровождается резкими колебаниями давления, расхода воздуха и вибрацией лопаток. Работа компрессора в условиях помпажа недопустима. [c.240]

Характеристики многоступенчатых компрессоров в общем аналогичны характеристикам их ступеней. Но в то же время они имеют ряд особенностей, определяемых условиями совместной работы ступеней в многоступенчатой лопаточной машине. [c.139]

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]

На рис. 136 показано совмещение гидравлических характеристик двигателя с характеристиками различных компрессоров объемного винтового, центробежного с безлопаточным диффузором и центробежного с лопаточным диффузором. Характеристики, представляющие собой изменение показателей работы компрессора в зависимости от гидравлической характеристики двигателя, иногда называют характеристиками совместности. [c.317]

Сильное влияние на эксплуатационные характеристики оказывает обледенение входной части ГТУ. При засасывании воздуха происходит повышение скорости ГТУ и, как следствие, снижение температуры воздуха примерно на 5°. В определенных условиях это приводит к обледенению воздухоприемной шахты, воздухозаборника и входного направляющего аппарата. Обледенение вызывает падение КПД и мощности и повышение температуры газа перед турбиной попадание льда внутрь проточной части может вызвать повреждение лопаточного аппарата компрессора. [c.341]

Теория авиационных компрессоров и газовых турбин (теория лопаточных машин) является первой частью общего курса теории двигателей летательных аппаратов. Она представляет самостоятельную научную дисциплину, без знания которой невозможно глубокое изучение теории современных газотурбинных двигателей (ГТД) и их эксплуатационных характеристик. [c.3]

A jAx- Очевидно, что увеличение диффузорности означает увеличение угла атаки и, следовательно, увеличение аэродинамической нагруженности венца. А увеличение этого параметра выше определенного предела приводит к интенсивному отрыву потока от стенок лопаточного профиля, главным образом, с выпуклой ее части. Вследствие этого отрыва происходит быстрый рост потерь в ступени компрессора. На характеристике ступени развитие срывных процессов проявляется как снижение напора компрессора. На рис. 7.14 эти процессы соответствуют участку характеристики левее точки Д. [c.122]

Пусть характеристики первой, средней и последней ступеней компрессора соответствуют изображенным на рис. 4.22. Для простоты изложения будем пренебрегать влиянием окружной скорости на эти характеристики и возможностью запирания отдельных лопаточных венцов. Пусть далее точки р на этих кривых соответствуют условиям работы всех ступеней на расчетном режиме работы компрессора. Бели уменьшить частоту вращения, то степень повышения давления в каждой ступени также уменьшится. В результате увеличение плотности воздуха и соответственно снижение осевой скорости по тракту компрессора станет менее сильным, чем на расчетном режиме, и согласно (4.20) получим [c.141]

Уравнение (10.1), полученное на основании теории Эйлера, выражает закон количества движения, поэтому оно верно для любого потока идеальной или вязкой жидкости. Справедливо оно и для всех типов лопаточных машин паровых и газовых турбин, детандеров, насосов (центробежных и осевых), центробежных и осевых компрессоров как идеальных, так и реальных. Уравнение (10.1) описывает обмен энергией между потоком газа и лопаточным аппаратом в любом направлении, поэтому, используя его, можно анализировать свойства и характеристики ТК и производить их пересчет при изменяющихся условиях, что очень важно для правильного выбора и эксплуатации ТК- [c.199]

Вместе с тем определенного улучшения эффективности ГТУ можно добиться при неизменном значении используя для лопаточного аппарата ГТ материалы с повышенной жаростойкостью, что снижает потребление охлаждающего воздуха из компрессора и связанные с этим потери. Эксплуатационные характеристики ГТУ можно улучшить, применяя более эффективные системы охлаждения горячих деталей ГТ. [c.105]

Теоретические основы проводимых работ Борис Сергеевич излагает в своих лекциях и докладах. В работах по лопаточным машинам он дал оригинальный метод гидравлического расчета авиационных центробежных нагнетателей, ввел теорию подобия в расчет и характеристики центробежных и осевых нагнетателей, установил своеобразный признак начала помпажа в центробежных компрессорах. Следует также отметить распространение теоремы Н. Е. Жуковского о подъемной силе дужки в компрессорной решетке на случай обтекания решетки сжимаемой жидкостью (1944 г.). [c.11]

Построение характеристик последовательно соединенных нагнетателей. При последовательном соединении (рис. 55) нагнетатели устанавливаются один за другим, причем через каждый нагнетатель проходит вся жидкость. Примером последовательного соединения могут являться многоступенчатые лопаточные насосы и компрессоры (см. далее рис. 95 и 129). Последовательное соединение объемных нагнетателей применяется реже. [c.79]

Из опытов с многоступенчатыми компрессорами известно, что скорость вращения срывных зон и структура срывного течения в данной ступени может существенно меняться в присутствии дру гих лопаточных венцов. Сопоставляя зтот факт с описанным механизмом влияния структуры срыва на изменение напора, можно предполагать, что и форма левой ветви характеристики ступени определяется не только параметрами самой ступени, но и влиянием соседних венцов или вообще условий на границах ступени. [c.146]

Некоторое усложнение в компрессоре получается при введении лопаточного диффузора. На фиг. 74, в совмещены характеристики компрессора с лопаточным диффузором и дизелей различных назначений. Компрессор [c.364]

По этим же формулам могут быть рассчитаны параметры потока на безлопаточном участке в случае применения лопаточного диффузора. При применении лопаточного диффузора безлопаточный участок от >2 до должен быть достаточно развит. Это успокаивает поток, делает характеристики более пологими и существенно снижает уровень шума компрессора при практически сохраняющемся значении т]к. При = 16—20 можно рекомендовать [c.379]

Установить компрессор с лопаточным диффузором, с крутой характеристикой, обеспечивающий подачу воздуха в коллектор в период роста давления в нем без входа компрессора в помпаж. [c.388]

Как правило компрессор с лопаточным диффузором имеет 12—15 модификаций. На фиг. 104 и 105 показаны в качестве примера зоны оптимальных расходов компрессора ТК-30 при различных ширинах колеса и различных углах установки лопаток и характеристик этого же компрессора для одного из положений лопаток диффузора. [c.389]

Фиг. 105. Пример характеристики компрессора ТК-30 Лопаточный диффузор.

Центробежные вентиляторы относятся к классу лопаточных турбомашин, в который входят также центробежные компрессоры и насосы. Общность рабочих процессов, происходящих в этих турбомашинах, а также близость их принципиальных аэродинамических схем позволяют использовать при анализе работы и расчете характеристик центробежных вентиляторов результаты соответствующих исследований компрессоров и насосов. [c.850]

Помпаж —это колебания расхода и давления во всем тракте ГТУ иногда с полным срывом потока и выбросом сжатого воздуха на вход в компрессор. Он возникает в тех случаях, когда на выходе из компрессора расход сокращается или давление воздуха возрастает до значе 1ия, при котором устойчивость работы компрессора нарушается. Непосредственной причиной помпажа является нерасчетное обтекание воздухом лопаточных венцов компрессора (увеличение углов атаки) и развитие вследствие этого срывных явлений на лопатках. Частоты и амплитуды колебаний давления и расхода воздуха определяются акустическими характеристиками ГТУ протяженностью, площадями сечений и объемами воздухозаборного тракта и тракта от компрессора к турбине. [c.165]

В настоящей книге Аэродинамика решеток турбомашин предполагалось охватить максимально широкий круг вопросов, связанных с течением через плоские ряды профилей лопаток, обычно называемые решетками. Решеточные системы встречаются в инженерной практике чаще всего в тех случаях, когда требуется повернуть поток на некоторый угол. Они нашли широкое применение при разработке и проектировании турбомашин. Течения в проточной части компрессоров, вентиляторов, винтов, насосов и турбин исследуются путем анализа характеристик решеток лопаточных венцов. [c.9]

Ввиду того что теория лопаточных машин (компрессоров и газовых турбин) излагается в отдельном курсе, предшествующем курсу теории комбинированных двигателей, в данном учебнике рассмотрены только особенности рабочих циклов машин этого типа, необходимые для анализа условий совместной работы их с поршневой частью комбинированного двигателя и построения характеристик. [c.5]

Более прогрессивны методы, основанные на решении интегральных уравнений [12 J, [24]. Они удобны для программирования и рекомендуются для выполнения расчетов на вычислительных машинах. Методы расчетов потенциального потока и построения решеток достаточно подробно изложены в работах [10 J, [121 и [24]. Для овладения такими методами требуется хорошая математическая подготовка их можно считать особой специальностью инженера-турбиниста. В обычной проектной практике приходится пользоваться результатами труда указанных специалистов, вложенными во вспомогательные материалы по проектированию проточных частей турбин и компрессоров. К числу таких материалов относятся унифицированные или стандартизированные лопаточные профили и газодинамические характеристики решеток, составленных из таких профилей. [c.181]

Большинство систем охлаждения газовых турбин предусматривает использование воздуха, отобранного из последних ступеней компрессора, для охлаждения термонапряженных элементов проточной части. Обычно конструктивные схемы трактов охлаждающего воздуха обеспечивают выброс хладо-агёнта в различные участки основного газового потока. Это вызывает частичное изменение в характере обтекания профилей, влияет на газодинамические характеристики рещэтки, изменяет поля скоростей, давлений, увеличивает потери и снижает общий к. п. д. лопаточного венца. Поэтому исследование процессов смещения и сопутствующих им явлений на лопаточном аппарате газовой турбины представляет значительный интерес. [c.215]

На рис. 4.40 показано типичное изменение характеристики я положения рабочей кривой многоступенчатого осевого компрессора при открытии клапана (ленты) перепуска. По горизонтали здесь отложен приведенный расход воздуха на входе в компрессор. Как видно, при пониженных значениях Пщ, открытие перепуска приводит к смещению напорных кривых вправо и вверх, т. е. к увеличению Gb.hp и Як. Но при более высоких значениях гёщ, расход возрастает в значительно меньшей степени (из-за приближения к режимам запирания в лопаточных венцах первых ступеней), а Яктах падает. [c.168]

На рис. iO.8 показана линия начала открытия противопом-пажного клапана. Такие линии должны показываться на характеристиках всех ТК. Для сработки противопомпажной системы требуется известное время, поэтому если противопомпажная система будет настроена на действительную границу помпажа, то при очень быстром снижении расхода газа через ТК система сработать не успевает. Возникновение помпажа, особенно у осевых компрессоров, может привести к серьезным авариям (поломка лопаточного аппарата и др.). [c.225]

Увеличение начальной температуры газов перед турбиной заставляет повсеместно применять охлаждение прежде всего ее лопаточного аппарата. Для этой цели применяют цикловой воздух, забираемый за отдельными ступенями компрессора в количестве до 10 % общего расхода. С уменьшением числа турбинных ступеней до двух-трех в каждой из них срабатывается больше энергии газа и сильнее снижается его температура (рис. 4.18). В ГТ, число ступеней в которых доходит до пяти, необходимо направлять больше охлаждающего воздуха, что заметно влияет на характеристики всей установки. Специалисты ряда фирм-изготовителей ГТУ (АО ЛМЗ, Siemens и др.) считают, что четырехступенчатая конструкция ГТ обеспечивает оптимальное соотношение между аэродинамическим КПД и потерями, связанными с вводом охлаждающего воздуха. [c.99]

Типы и назначение диффузоров. Движение воздуха в щелевом диффузоре. Лопаточные диффузоры. Расчет лопаточного диффузора. Работы Стечкина о профилировании диффузора. Использование кинетической энергии воздуха на выходе из колеса в воздушной турбине. Компрессор Уварова. Сборники. Гидравлический к.п.д. компрессора. Выбор основных размеров компрессора. Теория Стечкина о подобии в центробежных компрессорах. Характеристики компрессора. Неустойчивый режим работы компрессора —помпаж. Эксперименты Казанджанапо помпажу. Регулирование центробежных компрессоров. Турбина Стечкина и лопатки Поликов-ского. Многоступенчатые центробежные компрессоры. Конструктивные примеры центробежных компрессоров. [c.174]

Современные методы расчета осевого компрессора базируются на данных обтекания газом плоских решеток, в первом приближении моделирующих движение газа по поверхности тока в лопаточных венцах ступени осевого компрессора. Обширные материалы продувок таких решеток представлены в открывающих сборник двух статьях А. И. Бунимовича и А. А. Святогорова. Первая из них содержит результаты систематического экспериментального изучения аэродинамических характеристик плоских (двухмерных) диф-фузорных решеток осевого компрессора как при малых, так и при больших числах М набегающего дозвукового потока и при широком изменении параметров решетки и профиля вторая обобщает результаты этого исследования. В итоге обобщения данных продувок решеток авторами предложены методика расчета аэродинамических характеристик заданной компрессорной решетки и методика подбора оптимальной решетки, обеспечивающей требуемое отклонение потока. [c.3]

Осевой компрессор, фиг. 74, г, для малых расходов обычно не применяется. Он удовлетворяет требованиям только двух потребителей — дизель-генераторной установки и судового дизеля. Если сдвинуть характеристики вправо, этот компрессор идеально удовлетворяет требованиям судового двигателя. Из приведенного анализа следует, что требованиям дизелей всех типов удовлетворяют объемны11 винтовой компрессор и центробежный компрессор с безлонаточным диффузором. Достаточно универсальным является центробежный компрессор с лопаточным диффузором. В связи с тем, что объемный компрессор непригоден для спаривания с газовой турбиной, он применяется сравнительно редко. Применение этого компрессора по-видимому будет иметь место в тех случаях, когда необходимо обеспечить относительно высокие давления на очень малых оборотах и пусковых режимах. [c.364]

Фиг. 87.. Безразмерная характеристика компрессора ТК-61 при u = — 225 м1свк сплошные кривые д ля диффузора лопаточного штриховые кривые для диффузора безлопаточного.

Сравнение результатов испытаний компрессора до и после проведения его очистки показало, что давление воздуха за компрессором увеличилось на 0,2 кГ/см , а производительность примерно на 5%. Результаты осмотра проточной части показали, что входной направляющий аппарат и первый ряд промежуточного направляющего аппарата очищены недостаточно, остальные лопатки направляющего аппарата очищены полностью. Первый ряд рабочих лопаток очищен недостаточно, а остальные лопатки очищены удовлетворительно. Задеваний в лопаточном аппарате не обнаружено. На рис. 19 П01каза1ны газодинамические характеристики 22-ступенчатого воздушного компрессора установки ГТ-700-4, полученные на основании испытаний до и после очистки проточной части компрессора. [c.35]

Для совмещения заданных областей характеристик компрессора и двигателя каждый типоразмер турбокомпрессора выпускается в нескольких модификациях (обычно два варианта колеса с различной шириной и до пяти вариантов лопаточных диффузоров). Для подбора пронускной способности проточной части турбины количество модификаций ее Достигает 20 (различаются по длине лопаток и углам их установки). [c.47]

При работе с центробежным компрессором, имеюш,им лопаточный диффузор (рис 136, в), гидравлическая характеристика двигателя располагается во всех случаях в зоне работы компрессора с более высоким к. п. д., чем в предыдущем случае. Однако при работе по внешней характеристике и по характеристике при Ng = onst к. п. д. компрессора меняется в более широких пределах, чем нри работе с компрессором, имеющим" без лопаточный диффузор. Так как граница помпажа компрессора с лопаточным диффузором протекает более полого, чем у компрессора с безлопаточным диффузором, в последнем случае легче обеспечить согласование характеристик компрессора li двигателя. [c.319]

Достаточно хорошее согласование характеристик получается при работе двигателя и с центробежным компрессором с безлопаточным диффузором. Центробежный компрессор с лопаточным диффузором отвечает требованиям двигателя при работе по всем характеристикам в довольно широком диапазоне изменения числа оборотов вала двигателя, кроме характеристики = onst. [c.319]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...