Материал: Мамиконов А.Г. Теория авиационных компрессоров и газовых турбин [учебник]

вой скорости по ступеням. При высоких коэффициентах расхода

са ср это снижение становится весьма значительным и начинает неблагоприятно сказываться на работе компрессора на нерасчет­

ных режимах. Повышение саср и соответственно осевой скоро­ сти перед первой ступенью сопряжено также с возрастанием гидравлических потерь в НА и во входной части двигателя. Следует, кроме того, учитывать, что при данном числе МРК

компрессорах наиболее распространены значения М1а~0,42-М ),56,

выбираться в соответствии с ее влиянием на внутреннюю рабо­ ту и к. п. д. ступени, а также с требованием надежного крепле­ ния рабочих лопаток, для чего густота у втулки не должна превосходить некоторого предельного значения, составляющего в зависимости от d примерно 1,7—2,0. Соответствующая гу­

меньше потребная работа L t , ниже d, больше окружная ско­ рость вращения колеса, тоньше и уже рабочие лопатки и чем выше желательно иметь к. п. д. компрессора, тем ближе к ниж­

Ь_

t РК ср

Проверка приемлемости выбранных относительных параметров

После выбора относительных параметров первой ступени целе­ сообразно проверить их приемлемость с точки зрения обеспе­

чения постоянства внутренней работы по радиусу. Эту проверку рекомендуется выполнять в следующем порядке.

1.Определить по рис. 65 коэффициент закрутки Асиср на среднем радиусе.

2.Принимая внутреннюю работу по длине лопатки постоян­ ной, подсчитать по формуле (4.54) коэффициент закрутки у

В случае необходимости изменить выбранные относительные

расчетном режиме. Следует иметь в виду, что найденная таким

личаться (из-за недостаточно точного определения коэффициен-

жется больше, а на другом, наоборот, меньше потребной, то в целях полного или хотя бы частичного устранения указанного несоответствия рекомендуется выполнить лопатки с переменной по длине хордой.

Для лопаток РК по соображениям прочности допускается только прямая конусность, т. е. уменьшение хорды по напра­ влению к периферии, а для лопаток СА — как прямая, так и обратная конусность. Изменение хорды по длине лопатки долж­ но быть плавным, но не обязательно одинаковым на D em и D K. При этом на каждом из концевых радиусов РК и СА изменение хорды разрешается не'более чём на 15—20% от Ьер.

Так как получить расчетные режимы на всех радиусах обыч­ но бывает трудно, то для тех,сечений, где располагаемая гу­ стота превосходит потребную, часто не добиваются их совпаде­

148

ния, а просто допускают работу решеток на углах атаки, пони­ женных по сравнению с расчетными. В тех же сбчениях, где и при увеличенной хорде конструктивная густота оказывается меньше необходимой, считают приемлемым незначительное пре­

легчит выполнение условия Z .~ const. Это мероприятие иногда используется и для другой дели, а именно для увеличения за­ паса устойчивой работы первой ступени за счет уменьшения угла атаки по сравнению с iKp.

Если условие L-, = const на всех радиусах выполнить не удается, то в выбранные значения основных параметров ступени

ному плану необходимо выбрать допустимое число Мрк и затем

по формуле (6.4) вычислить окружную скорость колеса ик . Выбор числа Мрк должен производиться в соответствии с требо­

ваниями, предъявляемыми к проектируемому компрессору, а также характеристиками решетки на больших скоростях обдува. Необходимо учитывать, что при данных относительных парамет­ рах ступени увеличение числа Мрк повышает ее работоспособ­

ность, увеличивает скорость ик, уменьшает диаметральные раз­ меры и одновременно снижает к. п.д. Чем выше у решетки кри­ тическое и максимальное числа М, тем, очевидно, больше может быть принято для нее и рабочее число Мрк. У выполненных

осевых компрессоров наибольшее число Мрк на входе в РК пер­

вой ступени обычно лежит в пределах 0,80—0,87 и иногда до­ стигает 0,90—0,95.

Поскольку наивысшая скорость w x на входе в колесо может в зависимости от типа ступени достигаться на различных радиу­ сах, то окружную скорость ик целесообразно вычислять, исходя из условия непревышения допустимого числа Мрк не только в пе­

риферийном, но и в корневом сечении лопаток. Из найденных та­ ким образом различных значений ик в качестве расчетного следует,

149

естественно, принимать меньшее. Одновременно необходимо проверять и приемлемость действительных чисел М на входе в СА, особенно на тех радиусах, где т < 0,5. Заметим, что при использовании формулы (6.4) температуру на входе в РК можно в первом приближении считать равной Та* — 20°.

Найденная по формуле (6.4) окружная скорость ик не долж­ на превосходить некоторого верхнего предела, определяемого условиями прочности рабочих лопаток и зависящего, в частности, от механических свойств применяемого материала. При умерен­ ных температурах входящего воздуха этот предел, как правило, превосходит максимальное значение ик , подсчитанное по допу­ стимому числу Мрк, благодаря чему требования прочности удо­

влетворяются без особого труда. В случае компрессора с рото­ ром барабанной конструкции дополнительные ограничения на величину скорости ик накладываются условиями прочности бара­

а

Рис. 71. Изменение угла атаки при увеличении осевой скорости

После определения скорости ик нетрудно вычислить по фор­ муле (4.54) внутреннюю работу ступени, учитывая при этом описываемое ниже явление.

Пограничный слой на стенках кольцевого канала обусловли­ вает заметное расхождение между теоретическим и действитель­ ным распределением осевых скоростей по длине лопатки. Вбли­

150