Аэродинамический шум осевого компрессора

Лопасти осевого компрессора. Высокая эффективность осевых компрессоров (в некоторых машинах к. п. д. превышает 0,9 ) достигнута применением аэродинамически совершенных лопастных аппаратов. Устройство ступени показано на рис. 15.5, б. Лопасти ротора 1 пилообразным хвостом с зубцами заводятся в кольцевую канавку ротора через замковый паз, соединенный с двумя смежными канавками (рис. 15.5, в). После установки лопастей в замок вставляются последовательно вставки 3,4 л клин 5. Лопасти статора 2 вставляются в корпус непосредственно (ем. рис. 15.5, б) либо крепятся к бандажным лентам, изогнутым в виде полуколец и образующим две половины вставного направляющего аппарата. [c.192]

В отличие от компрессорных машин объемного действия, где сжатие газа производится путем непосредственного изменения объема с помощью подвижной стенки (поршня) рабочей полости, в центробежных и в осевых компрессорах сжатие среды достигается превращением в энергию статического давления динамической энергии, получаемой газом от вращающегося колеса. Это преобразование динамической энергии в энергию давления происходит частично в каналах рабочего колеса и частично в диффузорных каналах неподвижных элементов машины. Так как при этом основная часть механической энергии, передаваемой рабочим колесом газу, представляет собой динамическую энергию, то уровень скоростей в центробежном и в осевом компрессорах должен значительно превышать уровень средних скоростей в поршневом компрессоре. В соответствии с этим теория процессов, происходящих в поршневом компрессоре, базируется в основном на законах термодинамики. В центробежном же и в осевом компрессорах наряду с термодинамическими явлениями происходят весьма сложные аэродинамические процессы. [c.7]

По своей аэродинамической схеме центробежная машина сложнее осевой. В осевом компрессоре основное направление потоков и направление центробежных сил взаимно перпендикулярны, что значительно упрощает и облегчает математический анализ. В центробежной машине основные направления скоростей и центробежных сил лежат в одной плоскости, вследствие этого не существует однозначной связи между градиентами давлений и [c.7]

Г о ф л и н А. П. Аэродинамический расчет проточной части осевых компрессоров для стационарных газовых турбин. М.—Л., Машгиз. 1959. [c.335]

От центробежных компрессоров осевые отличаются движением сжимаемого газа, направленным вдоль оси ротора без резких отклонений. Вследствие совершенной аэродинамической формы лопастей и малого зазора между последними и корпусом в осевых компрессорах достигается более высокий коэффициент полезного действия, чем в центробежных (т]ад = 0,90—0,92). Достоинством осевых компрессоров является также их компактность. [c.156]

Осевые компрессоры в настоящее время — наиболее экономичные из всех типов компрессорных машин. Обычным является к. п. д. порядка (86—87)%, а в некоторых машинах (например, в компрессоре среднего давления газотурбинной установки ГТ-12 ЛМЗ) он превышает 91%. Столь высокая эффективность осевых компрессоров достигнута прежде всего благодаря применению аэродинамически совершенных лопастных аппаратов. К. п. д. отдельных (изолированных) ступеней, разработанных в ЦКТИ, достигает (94-f-95) %. Но входные и выходные патрубки заметно влияют на к. п. д. При аэродинамически совершенных патрубках разность между к. п. д. проточной части компрессора (без учета потерь в патрубках и диффузоре) и всего компрессо- [c.280]

На характеристики ГТУ оказывают влияние атмосферные условия, степень чистоты и сохранения геометрических размеров проточной части компрессоров и турбин, чистота и аэродинамическое сопротивление аппаратов, расположенных между машинами ГТУ, параметры газов перед турбиной, частота вращения валов (или вала ГТУ), расход воздуха на охлаждение турбины и т. д. На рис. УП1-21 показано влияние загрязнения осевого компрессора ГТТ-3 на К.П.Д. и производительность его по воздуху [39]. [c.488]

Аэродинамический расчет осевых компрессоров производится на основе теории подъемных сил Н. Е. Жуковского (см. ч. 1, 39). [c.515]

Аэродинамические и прочностные исследования, выполненные лабораториями НЗЛ [7, 9, 12], показывают, что колесо ц. к. м. окружает неравномерное поле давлений. При этом характер распределения давления по окружности и, следовательно, аэродинамическое воздействие потока на колесо в ступенях с лопаточными диффузорами и в ступенях с бездиффузорной улиткой принципиально различны наличие лопаточного диффузора обусловливает пилообразное распределение давления за колесом нагрузка, действующая на колесо, выдающее среду непосредственно в улитку без диффузора, имеет характер импульса. Такое нарушение осевой симметрии потока за колесом вызывает в деталях ротора знакопеременные напряжения. Процессы возбуждения этих напряжений в колесах ц. к, м. и деталях осевых компрессоров и турбин принципиально отличаются друг от друга. [c.141]

Аэродинамический расчет осевых компрессоров основан на использовании результатов теоретических и экспериментальных исследований плоской решетки. Поэтому в гл. 2 рассматриваются вопросы теории плоской решетки. [c.3]

Из уравнений (207), (208) и (209) получается основное аэродинамическое уравнение для расчета ступени осевого компрессора [c.155]

Из опытов с отдельными профилями, проведенных в аэродинамических трубах, известно, что толстый профиль оказывается более чувствительным к уменьшению подъемной силы и повышению сопротивления при приближении к скорости звука по сравнению с тонким профилем (фиг. 126). Действительно, увеличение сопротивления вызывается прежде всего появлением местной скорости звука на поверхности профиля, что приводит к скачку уплотнения и отрыву. Поэтому в осевых компрессорах желательно применять возможно более тонкие профили, так как в этом случае заметное [c.180]

На фиг. 416 показан двухступенчатый осевой компрессор для аэродинамической трубы, ротор которого имеет поворотные лопатки, а на фиг. 417 — механизм поворота лопаток на одноступенчатой шахтной воздуходувке. [c.645]

На рис. УП1-2 показан осевой компрессор. Ротор его в большинстве случаев выполнен в виде полого барабана, в пазах которого закреплены рабочие лопатки, чередующиеся с лопатками направляющих аппаратов, закрепленными в пазах корпуса. Таким образом, каждая ступень осевого компрессора представляет собой вращающуюся и неподвижную решетки, составленные из специально подобранных аэродинамических профилей. [c.340]

Осевые компрессоры в настоящее время — наиболее экономичные из всех типов компрессорных машин. Обычным является к. п. д. порядка (86—87)%, а в некоторых машинах (например, в компрессоре среднего давления газотурбинной установки ГТ-12 ЛМЗ) он превышает 91%. Столь высокая эффективность осевых компрессоров достигнута прежде всего благодаря применению аэродинамически совершенных лопастных аппаратов. [c.280]

Коэффициент решетки А для диффузорных решеток рабочих колес осевых вентиляторов в отличие от ступеней осевых компрессоров во многих случаях достигает значительной величины, так как для них характерен огромный диапазон густот т = 0,08. .. 2,2 и расчетных углов установки 0р = 10. .. 80°. Вместе с широким диапазоном изменения расчетных углов входа потока р = 10. .. 45° это приводит к тому, что коэффициент А во многих случаях весьма значительно влияет на отклоняющий эффект решетки и связанные с этим важнейшие аэродинамические свойства вентилятора. [c.55]

Приведем некоторые сведения, связанные с образованием аэродинамического шума в осевом компрессоре. Основное внимание будем уделять таким разновидностям аэродинамического шума как вихревой шум и шум от неоднородности потока. [c.179]

Неравномерность распределения скоростей как в радиальном направлении, так и по окружности выходного сечения коллектора, получаемая при указанных оптимальных параметрах патрубков (отклонение от средней выходной скорости в осевом сечении порядка 15 20%), не оказывает влияния на характеристики ступени компрессора. Однако неравномерность скорости приводит к периодическому изменению аэродинамических сил, действующих на лопатки рабочего колеса, что отражается на сопротивлении усталости машины [475]. [c.129]

Жесткие требования к характеристикам, размерам и весу осевых многоступенчатых компрессоров высокого давления для газовых турбин привели к критическому пересмотру ранее применявшихся основных положений теории и практики проектирования. В результате этого разработаны новые методы расчета, базирующиеся на рассмотрении треугольников скоростей на входе и выходе. При этом используются поправочные коэффициенты, полученные при продувке решеток в аэродинамических трубах и при испытаниях колес в соответствующих корпусах. [c.159]

Благодаря использованию совершенных аэродинамических приборов, электроники, осциллографии и стробоскопии накоплен экспериментальный материал по исследованию аэродинамики срывов течения и помпажных колебаний у осевых и центробежных вентиляторов и одноступенчатых компрессоров. [c.45]

Коэффициент сопротивления зависит от кривизны колена и качества его поверхности (фиг. 335, а). Следует избегать углового расположения трубы, показанного на фиг. 335, б, при котором возникают потери от неравномерного заполнения рабочего колеса в результате косого натекания потока. Приемлемым оказывается колено с небольшим осевым участком и углом поворота 90°, изображенное на фиг. 335, в. Оно имеет низкий коэффициент сопротивления с помощью направляющих лопаток, подобных поворотным уголкам в аэродинамических трубах, достигается равномерное распределение скорости на входе в рабочее колесо. Не только у стационарных, но и нестационарных компрессоров часто применяются входные камеры по типу схематически изображенной на фиг. 335, г. Если при проектировании такого входного устройства точно учитывается соотношение скоростей, то, как показано на фиг. 336, эти камеры лишь очень мало уступают осевому входу. На фиг. 337 показан центробежный нагнетатель с входной камерой. [c.490]

Расчет компрессора по характеристикам модельных ступеней. В заводской практике нашел применение также метод расчета компрессора по характеристикам модельных ступеней, сущность которого сводится к следующему. Изготовляется, испытывается и доводится до высокой степени аэродинамического совершенства ступень компрессора (модель). По данным испытаний модели строятся характеристики, аналогичные изображенным на рис. 12.3. Компрессор выполняют из ступеней, подобных модельной во всех элементах, исключая высоту лопастей каждая последующая ступень получается из предыдущей путем уменьшения высоты лопастей. Пользуясь характеристиками и геометрическими размерами модели, можно не только определить размеры компрессора, но и построить его характеристики. Такой метод позволяет выполнить компрессор с любым числом ступеней, т. е. на любое необходимое отношение давлений, и обеспечить наиболее целесообразные геометрические размеры и окружные скорости. Особенно широко этот метод применяется при проектировании осевых компрессоров, что стало возможным благодаря систематическим исследованиям, выполненным в ЦКТИ под руководством А. П. Гофлина [18]. В ЦКТИ разработана серия ступеней осевых компрессоров с высоким к. п. д. и получены необходимые опытные данные, позволяющие уверенно рассчитывать компрессоры. [c.329]

Рабочие лопатки осевого компрессора и турбины должны противостоять действию центробежной силы, превьтпгающе вес лопаток в сотни и тысячи раз (в зависимости от числа оборотов и диаметра диска или барабана). Кроме того, как на рабочие, так и направляющие лопатки действуют пульсирующие силы, возникающие в аэродинамических средах за предыдущим рядом лопаток. Вопрос усталостных напряжений лопаток осевого компрессора является наиболее важным и трудным. Это видно хотя бы по тому, что лопатки осевого компрессора за —2 мин испытывают миллион колебаний, вызываемых предыдущим рядом лопаток. [c.159]

В книге излагаются вопросы теории и аэродинамического расчета осевых компрессоров. Теория и расчет стационарных центробежных компрессоров не вошли в книгу, так как эти вопросы весьма подрс но изложены в книге В. Ф. Риса Центробежные компрессорные машины . [c.3]

Гл. 4 посвящена аэродинамическому расчету осевых компрессоров. Расчету предшествует краткий обзор выполненных конструкций, затем излагается методика расчета и приводится пример расчета компрессора. Большое количество вспомогательных графиков, приведенных в книге, значительно упрощает расчет. Методика расчета составлена таким образом, чтобы исключ ить необходимость повторных расчетов, связанных с несовпадением полученного и заданного конечного давления. [c.4]

Для расчета воздуходувок или компрессоров необходимо знаи. требуемую производительность или объемный расход и отношение давлений, т. е. необходимое повышение давления в компрессоре. Кроме того, должны быть известны удельный вес, температура и давление газа на входе в компрессор. Во многих случаях на конструкцию, пригодность и экономичность машин большое влияние оказывают изменяющиеся климатические и метеорологические условия, возможность использования скорости движения, конструктивное выполнение отдельных проточных элементов компрессора, величина и направление абсолютной скорости за компрессором. С этим связан вопрос конструктивного выполнения направляющих аппаратов и диффузоров, вопрос пуска и регулирования воздуходувок и компрессоров. При расчете может быть задано определенное число оборотов, однако в большинстве случаев число оборотов воздуходувок или компрессоров может быть установлено в зависимости от конструкции машины (поршневой, центробежный или осевой компрессор). От числа оборотов зависит число ступеней, размеры, вес, а следовательно стоимость компрессора. Число оборотов выбирают по результатам аэродинамических исследований (верхняя граница — критическое число М нижняя граница — критическое число Рейнольдса) с учетом прочности и вибрации. В некоторых случаях число оборотов ограничивается появлением шума. Кроме того, принимают во внимание конструкцию привода. [c.11]

На фиг. 20 изображен 13-ступепчатый осевой компрессор для сверхзвуковой аэродинамической трубы Высшей технической школы в г. Цюрихе. При поперечном сечении сопла 400 X 400 мм, скорость в из.мерительном участке соответствует двукратной местной [c.30]

Расчет и анализ процессов осевых компрессоров основывается на аэродинамической теории крыла, основоположгшком которой является русский ученый Н. Е. Жуковский. Теория Н. Е. Жуковского была применена к осевым вентиляторам и компрессорам и развита работами отечественных ученых. [c.77]

Соответственно окружные скорости также оказываются значительными. Так, например, в случае насосов допускают окружные скорости до 60 м сек большие значения обычно не принимают из условий отсутствия кавитации. В осевых вентиляторах обычно ограничиваются скоростями до 100 м1сек во избежание появления сильного шума. В осевых компрессорах приходится с целью уменьшения числа ступеней принимать скорости от 200—300 до 400 м1сек. Большие значения ограничиваются как требованиями прочности, так и аэродинамическими соображениями. Обычно числа М==с1а у вершин рабочих лопастей стремятся иметь не более 0,8—0,9 (исключая сверхзвуковые компрессоры, которые в настоящей книге не рассматриваются). [c.182]

Гофлин А. П. Аэродинамический расчет проточной части осевых компрессоров.. Н., Машгиз, 1959. [c.416]

Гиневский А. С. Исследование аэродинамических характеристик решеток профилей направляющего аппарата и рабочего колеса осевого компрессора Автореф. дис. на соиск. учен, степ, канд. техн. наук. М. ЦАГИ, 1956. [c.238]

Выдающийся математик и физик Л. Эйлер в XVIII в. разработал основы теории центробежных компрессоров. Русский ученый А. А. Саблуков является изобретателем центробежного и осевбго вентиляторов, а также центробежного насоса. Профессор Н. Е. Жуковский создал аэродинамическую теорию крыла, которая легла в основу расчета лопаток рабочего колеса и направляющих аппаратов центробежных и осевых насосов, вентиляторов и компрессоров. [c.4]

В книге дана классификация гидравлических машин. Освещены вопрЬсы теории насосов, вентиляторов и компрессоров. Рассматриваются принципы действия поршневых, центробежных и осевых машин. Уделено внимание ротационным и струйным машинам. Изложены основы аэродинамического и гидравлического расчетов, а также принципы конструирования гидравлических машин. [c.2]

Создание аэродинамически совершенных компоновок летательных аппаратов продолжает оставаться одной из актуальных проблем как теоретической, так и практической аэродинамики. В прикладном аспекте эта проблема сводится, в частности, к определению оптимальных форм сопряжений аэродинамических элементов типа крыло — фюзеляж с точки зрения как обеспечения минимального аэродинамического сопротивления всей компоновки, так и сохранения или улучшения ее несущих свойств, а в фундаментальном — к изучению физических свойств и закономерностей развития течения в областях сопряжений аэродинамических поверхностей с целью построения эффективных методов расчета. Идеализированный случай подобного рода конфигураций имеет вид продольно обтекаемого плоского или криволинейного двугранного угла, который широко встречается не только в конструкциях авиационно-космической техники, но даже в рабочих частях аэродинамических труб, в которых и проводятся испытания этих конструкций. Нельзя не отметить не менее важную прикладную значимость этой проблематики для турбомашиностроения, поскольку практически все основные детали проточной части турбин, насосов, компрессоров и вентиляторов в том или ином виде содержат элементы двугранного угла, образованного, например, сопряжением лопастей с втулкой (осевые машины) или с боковыми дисками (закрытые центробежные рабочие колеса и неподвижные элементы проточной части). [c.16]

Особая роль в развитии аэродинамики осевых вентиляторов в нашей стране принадлежит К. А. Ушакову — одному из ближайших учеников Н. Е. Жуковского и создателей ЦАГИ. К. А. Ушаков один из первых предложил аэродинамический расчет осевых вентиляторов, базирующийся на вихревой теории гребного винта, созданной Н. Е. Жуковским. Отличительной особенностью этого расчета было то, что его основным исходным парамётром являлось заданное давление вентилятора. До этого вентилятор рассчитывался, как воздушный винт, через силу тяги. Кроме того, К- А. Ушаков предложил расчет спрямляющего аппарата, устанавливаемого за рабочим колесом. Это повышало КПД вентилятора, а также позволяло рассчитывать многоступенчатые вентиляторы. Аэродинамический расчет первых гигантских вентиляторов для аэродинамических труб ЦАГИ был произведен К. А. Ушаковым, конструкция и технология их изготовления разрабатывались при его непосредственном участии и под его руководством. Вентиляторы первых очередей метрополитена также создавались под его руководством. Профилирование лопаточных венцов первых отечественных компрессоров выполнялось по методу К- А. Ушакова. Методика расчетов, приборы и стенды для измерения аэродинамических величин, противо-срывные устройства для вентиляторов —тоже плоды его многогранной деятельности. Он по праву считается создателем нового научно-технического направления — промышленной аэродинамики. [c.4]