Схема и принцип действия ступени осевого компрессора. Треугольники скоростей.
⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2 Осевой компрессор содержит ротор и статор с закреплёнными на них в несколько рядов лопатками. Один ряд лопаток, закреплённый на роторе, называется рабочим венцом, а ряд лопаток, закреплённых на статор, - направляющим или спрямляющим аппаратом. Оба термина, по существу, являются синонимами, т.к. лопатки статора выполняют функцию спрямление потока, закрученного лопатками рабочего венца, и организуют направление потока рабочего тела под необходимым углом на лопатки следующего рабочего венца, расположенного за этим аппаратом. Сочетание одного рабочего венца и расположенного за ним направляющего аппарата называется ступенью осевого компрессора. Обычно осевой компрессор ГТД содержит от 5 до 25 ступеней. Перед первой ступенью может быть установлен входной направляющий аппарат (ВНА). Рабочий венец, установленный на диске ротора называется рабочим колесом.
Рис 1
На рис. 1 схематически показана ступень осевого компрессора, содержащая рабочее колесо А и направляющий аппарат Б. Эту ступень можно условно разбить на 3 поперечных сечения: 1 – 1 – перед рабочим колесом; 2 – 2 – за рабочим колесом; 3 – 3 – за направляющим аппаратом. Параметры рабочего тела в этих сечениях обозначаются индексами, соответствующими номеру сечения. В каждом из этих сечений в основании лопаток рабочего колеса диаметр корневого сечения обозначают как диаметр втулки D вт, а по периферии – этих лопаток D к – диаметр корпуса. Пространство, заключённое между поверхностями втулки и корпуса, называется проточной частью ступени. Если мысленно рассечь лопатки ступени цилиндрической поверхностью, ось которой совпадает с осью ступени компрессора, и затем развернуть её на плоскость, то сечения лопаток рабочего колеса образуют ряд одинаковых и одинаково расположены профилей, образующих решётку профилей рабочего колеса А (рис. 2); а сечения лопаток направляющего аппарата соответственно образуют вторую решётку профилей направляющего аппарата Б (рис.2).
Рис 2
Оба профиля повёрнуты по отношению к рис.1 на 900. Абсолютная скорость c 1 рабочего тела перед рабочими лопатками в общем виде может быть направлена не параллельно оси колеса, а под некоторым углом к ней вследствие неполного спрямления потока направляющим аппаратом предыдущей ступени или установки
Лопатки рабочего колеса установлены таким образом, чтобы их передние кромки совпадали с направлением вектора w 1. При этом кривизна профиля лопаток выбирается так, чтобы угол выхода β2 потока из колеса был больше угла входа β1. В этом случае поворот потока сопровождается увеличением поперечного сечения канала между двумя соседними лопатками Следует отметить, что увеличение площади поперечного сечения струи рабочего тела, текущего через межлопаточный канал, сопровождается уменьшением скорости этого потока только в случае дозвукового течения. В некоторых случаях, когда скорость потока, набегающего, например, на лопатки рабочего колеса, окажется больше скорости звука (w1≥ a1), то течение в расширяющемся межлопаточном канале должно было бы сопровождаться не уменьшением, а увеличением скорости. Но, как показывают исследования таких ступеней, в этом случае перед каждой лопаткой решётки обычно возникает скачёк уплотнения (головная волна) и, пройдя систему этих скачков уплотнения, поток становиться дозвуковым.
Таким образом, независимо от уровня числа М = w1/ a1 набегающего на лопатки потока, течение потока через ступени может рассматриваться как течение через систему диффузорных каналов с уменьшением относительной скорости потока в рабочем колесе и уменьшением абсолютной скорости в направляющем аппарате и увеличением статического давления в обоих случаях. Показанные на рис.2 треугольники скоростей в сечениях 1 – 1 и 2 – 2 обычно совмещают на одном чертеже, называемом треугольником скоростей ступени, и представленном на рис. 3
Рис. 3
Из рис.3 видно, что окружная составляющая абсолютной скорости потока перед рабочим колесом (предварительная закрутка) равна: Если Если ОтрезокΔ wu, равный разности окружных составляющих относительных скоростей потока перед и за колесом, называется закруткой потока в колесе.
Литература
1. Лозицкий Л.П., Ветров А.Н., Дорошко С.М., Иванов В.П., Коняев Е.А. Конструкция и прочность авиационных газотурбинных двигателей. М.:Воздушный транспорт, 1992.- 533 с. 2. Г.С. Скубачевский, Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчёт деталей, Машиностроение, Москва, 1969. 543 с. 3. А.В. Штода, С.П. Алещенко, А.Я. Иванов и др. Конструкция авиационных газотурбинных двигателей, ВОЕНИЗДАТ МО, Москва, 1961, 412 с. 4. А.В. Штода, С.П. Алещенко, С.А. Гаевский и др., Конструкция авиационных двигателей, ч.1. ВВИА им. Н.Е, Жуковского, 1969, 408 с. 5. Косов М.А., Любановский Е.В. Авиационные газотурбинные двигатели, Москва, 1960, 457 с.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|