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

движению. Эта идея и лежит в основе устройства лопаточного диффузора, отличающегося от БЛД только наличием равноот­ стоящих неподвижных лопаток. Лопатки располагаются более „круто" по сравнению с траекториями движения воздуха в БЛД (рис. 98), потому что только в этом случае создаваемый ими внешний момент Мл оказывается направленным против враще­ ния потока и, следовательно, обеспечивает его принудительную

раскрутку.

Изменение окружной со­ ставляющей скорости воз­ духа в ЛД можно найти, применив к участку 3-4 (рис. 98) закон моментов количества движения

откуда

(Ю-35)

Нетрудно видеть, что при равных диаметральных раз­ мерах лопаточный диффу­ зор обеспечивает более быстрое уменьшение ок­

ружной составляющей скорости по сравнению с БЛД. Используя уравнение неразрывности, для радиальной состав­

ляющей скорости получим

C^r— Cir ГФи*

ЛАТ4 ’

т. е. тот же закон, что и в случае БЛД.

Из изложенного следует, что полная скорость воздуха в ЛД уменьшается быстрее, чем в БЛД, и потому при одинаковом ее снижении лопаточный диффузор будет иметь меньшие диамет­ ральные габариты. В этом состоит одно из главных его пре­ имуществ.

Вследствие интенсивного уменьшения скорости си угол а в лопаточном диффузоре вдоль траектории заметно увеличивается. Этим обусловливается укорочение траектории, уменьшение

2 0 2

входе в ЛД его лопатки располагаются так, чтобы передняя касательная к средней линии профиля совпадала с направле­ нием скорости с3 , т. е. входной угол профиля айл делается рав­ ным поточному углу а3 (рис. 98). Передние кромки лопаток скругляются, так как это предохраняет их от быстрого износа и, кроме того, обеспечивает меньшую чувствительность диф-

Рис. 99. Определение угла уширения канала

фузора к изменению режима работы. Толщина лопаток при входе выбирается с таким расчетом, чтобы они уменьшали площадь проходного сечения не более чем на 10 — 12% .

тивных соображений и данных статистики. У выполненных ком­

2 0 3

быть достигнуто за счет увеличения радиуса г4, ширины Ьк или числа лопаток диффузора zd. Однако при этом необходимо учитывать, что чрезмерное увеличение числа лопаток приводит к сильному загромождению площади проходного сечения и

последние выполняются индивидуальными. Для компрессоров

время разработаны недостаточно, в связи с чем наиболее рациояальная форма лопаток устанавливается экспериментальным путем. На практике для построения лопаток часто исполь­ зуются пластины постоянной толщины, изгибаемые по какойлибо кривой, например по дуге окружности. В последнем слу­

Лопаточный диффузор центробежного компрессора одного из су­ ществующих ТРД изображен на рис. 100. В связи со стремлением

2 0 4

уменьшить диаметральные габариты компрессора его выходные пат­ рубки максимально приближены к диффузору, причем каждый пат­ рубок объединяет два межлопаточных канала. Поэтому половина лопаток диффузора, переходящих непосредственно в перемычки между патрубками, отличается по форме от остальных и имеет силь­ но утолщенные выходные кромки.

Рис. 100. Лопаточный диффузор центробежного ком­ прессора ТРД

Статические и полные параметры состояния воздуха изменяются в ЛД качественно так же, как в БЛД, и методика их определения

а давление находится по уравнению политропы

т

Для вычисления гидравлических потерь в диффузоре £ гЛД ис­

Иногда задаются непосредственно показателем политропы сжатия т в диффузоре, выбирая его в пределах 1,55 — 1,65.

2 0 5

Скорость с4 на выходе ив диффузора при проектировании выби­ рается примерно равной или несколько выше осевой скорости на входе в колесо.

В заключение отметим, что лопаточный диффузор более чувстви­ телен к отклонениям режима работы от расчетного, чем безлопаточный. Это объясняется тем, что на нерасчетных режимах изменение направления скорости с3 приводит к срывному обтеканию передних кромок лопаток диффузора и, как следствие, к появлению дополни­ тельных потерь, отсутствующих в БЛД.

§64. ВЫХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА

Ввыходных устройствах компрессоров ГТД обычно продол­ жается процесс сжатия воздуха за счет снижения его скорости, так как последняя на выходе из ЛД бывает еще значительной. Эти уст­

и тонкие перегородки во входной части. Давление и температура воздуха на участке 4-4' (рис. 101) незначительно падают.

После вынужденного разгона потока в выходном колене дальнейшее снижение его скорости (сопровождающееся повы­ шением давления), необходимое для нормальной работы камер сгорания двигателя, происходит в выходном диффузоре.

Температура и давление воздуха в сечениях 4'-4' и k - k определяются по уравнениям энтальпии и политропы. Гидравли­ ческие потери в выходном колене можно подсчитывать по формуле

принимая в соответствии с экспериментальными данными коэф­ фициент £вк = 0,15 -f- 0,25. Величина потерь в выходном диф­

фузоре находится по формуле

2 0 6