ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сверхзвуковое обтекание компрессорных решеток из "Осевые компрессоры" Коэффициент полезного действия обычных компрессорных решеток (со скругленной входной кромкой профилей) резко снижается при переходе к сверхзвуковым скоростям. Это обусловлено образованием криволинейных скачков при обтекании скругленных входных кромок. [c.87] В соответствии с особенностями течения при сверхзвуковых скоростях входная кромка должна выполняться острой, так как при этом интенсивность скачкоз уменьшается. [c.87] Наличие скачкоз уплотнения при сверхзвуковых скоростях облегчает отрыв потока от профиля в месте взаимодействия скачка с пограничным слоем. Поэтому при проектировании сверхзвуковых компрессорных решеток необходимо стремиться обеспечить безотрывное обтекание. [c.87] Вследствие того, что вопрос О взаимодействии скачков уплотнения и пограничного слоя, а также вопрос об отрыве потока от профилей изучен еще недостаточно, приводимые ниже исследования не учитывают возможности отрыва потока от профиля и поэтому могут быть использованы только в случае пименения специальных профилей. Дополнительные потери, вызванные появлением скачков уплотнения, могут быть значительно больше, чем потери в самих скачках. [c.87] Коэффициент полезного действия в случае косого и прямого скачков уплотнения (фиг. 39). При больших числах к. п. д. решетки с одним скачком уплотнения значительно снижается. Поэтому при больших числах рационально переходить к системе скачков. Переход к нескольким скачкам уплотнения (при том же Му) сопровождается уменьшением степени повышения давления в каждом из скачков следовательно, при увеличении числа скачков уплотнения к. п. д. решетки увеличивается. [c.90] Наиболее простой является схема с одним косым и одним прямым скачками, изображенная на фиг. 39. [c.90] Углы 8 и (р (фиг. 39) могут быть вычислены, если воспользоваться известными формулами для скачков уплотнений. График для определения этих углов в зависимости от числа дан на фиг. 40. [c.90] Эти зависимости представлены на фиг. 38 пунктирными линиями. [c.91] На основании изложенного приходим к следующим выводам. [c.91] Применение сверхзвуковых компрессорных решеток при обеспечении безотрывного обтекания профилей позволяет значительно увеличить сте-пеньповышения давления в решетке (ступени компрессора) при высоком к. п. д. [c.91] В заключение следует отметить, что выше рассматривались йишь сверхзвуковые решетки, на выходе из которых поток дозвуковой. Принципиально возможно построение компрессорных решеток и со сверхзвуковой скоростью на выходе из решетки. Однако такие решетки вряд ли найдут практическое применение, так как они не обеспечивают значительную разность окружных проекций скоростей. [c.91] Для расчета решеток при проектировании ступеней сверхзвуковых компрессоров необходимы дополнительные данные, которые могут быть получены из опытов. [c.91] Ступень осевого компрессора состоит из одного ряда рабочих лопаток, расположенных на диске или барабане, и одного ряда последующих направляющих лопаток, укрепленных в корпусе компрессора (фиг. 41). [c.92] Перед первой ступенью часто располагают входные направляющие лопатки, предназначенные для закручивания потока (перед рабочими лопатками) в сторону вращения ротора или, в зависимости от необходимости, в противоположную сторону. [c.92] Назначение рабочих лопаток заключается в передаче энергии потоку, проходящему через компрессор. В общем случае передаваемая рабочими лопатками энергия расходуется на увеличение потенциальной (работа сжатия) и кинетической энергии потока. Соотнощение между обоими видами передаваемой энергии является важной характеристикой ступени, определяющей многие ее свойства (см. 16). [c.92] Входной направляющий аппарат всегда преобразует потен-Щ1альную энергию в кинетическую, т. е. увеличивает скорость потока за счет уменьшения давления. Остальные направляющие аппараты, как правило, преобразуют (частично) кинетическую энергию в потенциальную. Другими словами, в направляющих аппаратах происходит увеличение давления за счет уменьшения скорости потока. [c.93] Теоретически возможны схемы осевых компрессоров, у ко-. торых в направляющих аппаратах происходит обратное преобразование энергии—увеличение кинетической энергии за счет потенциальной (компрессоры со степенью реакции 0 1). [c.93] Так как в относительном движении энергия потоку не сообщается, то увеличение потенциальной энергии потока на рабочих лопатках возможно только за счет уменьшения кинетической энергии в относительном движении. Поэтому между-лопаточные каналы рабочих и направляющих лопаток (за исключением входных направляющих лопаток) на выходе всегда имеют ббльшие проходные сечения, чем на входе, т. е. являются как бы криволинейными диффузорами. [c.93] Рассмотрим треугольники скоростей элементарной ступени (фиг. 12). Условимся относительные скорости потока обозначать через а абсолютные — через с. Проекции скоростей на направление окружной скорости и будем отмечать индексом и, а на направление оси компрессора—индексом а. Углы между относительнььми скоростями и отрицательной окружной скоростью обозначаются через р, а углы между абсолютными скоростями и окружной скоростью—через а. Параметры потока перед и за рабочими лопатками и за направляющими лопатками отмечаются соответственно индексами 1, 2 и 3. У параметров потока, соответствующих средним векторным скоростям, индексы отсутствуют. [c.93] Углы й) и йд могут быть больше или меньше 90° углы р], рз и й2 всегда меньше 90°. Соответственно этому окружные проекции скоростей и Сдц могут быть положительными или отрицательными, а проекция — всегда положительна (т. е. ее направление совпадает с направлёнием окружной скорости). [c.93] Вернуться к основной статье