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

Здесь коэффициент схр определяется по нормальной или обоб­

увеличивается.

Как следует из характеристики плоских решеток, коэффи­ циент схр с увеличением расхода воздуха (начиная от границы

Рис. 112. Зависимость внутренней работы осевого компрессора от расхода воздуха

помпажа) благодаря уменьшению угла атаки вначале умень­

с наименьшим значением коэффициента схр, а оказывается не­ сколько сдвинутым в область меньших расходов и соответст­ венно больших углов атаки. :

Коэффициент вторичных потерь cx i, будучи пропорциональ­ ным с2п с увеличением расхода непрерывно уменьшается, при­

снижаются (отрезки между кривыми 2 и 3 на рис. 113). Это физически объясняется уменьшением разности давлений на вог­ нутой и выпуклой сторонах профиля, от которой, как отмеча­ лось выше, зависит интенсивность вторичных течений.

Коэффициент сха практически не зависит от расхода воздуха. Поэтому с увеличением G кольцевые потери (отрезки между кривыми 1 и 2 на рис. 113) заметно возрастают, что физически обусловливается увеличением скорости движения воздуха возле

что вследствие уменьшения внутренней работы максимум поли­ тропической работы L * и соответственно степени сжатия ком­ прессора несколько смещается по отношению к минимуму сум­ марных потерь в сторону меньших расходов воздуха.

Зная законы изменения внутренней работы и гидравлических потерь, нетрудно обосновать и зависимость адиабатического к. п. д. компрессора от расхода. В самом деле, согласно прибли­

226

или, что примерно то же самое, расход воздуха и число обо­ ротов. Отсюда следует, что с увеличением п расход воздуха, соответствующий наивыгоднейшему углу атаки, должен также увеличиваться. Этим объясняется упоминавшееся ранее смеще­ ние максимума к. п.д., а также и степени сжатия вправо вдоль оси (Гпрн увеличении п. Изложенное в принципе справедливо как для одноступенчатого, так и для многоступенчатого ком­ прессора, с той лишь разницей, что в последнем случае наи­ выгоднейший коэффициент расхода изменяется по числу обо­ ротов существеннее, чем у отдельной ступени.

Неравенство максимальных к. п. д. компрессора на разных чис­ лах оборотов обусловливается влиянием двух описываемых ниже факторов. Во-первых, с увеличением п и G непрерывно возрастают числа М потока, обтекающего решетки РК и СА, что должно приво­ дить вначале к незначительному, а затем постепенно все усиливаю­ щемуся падению максимального к.п .д. Во-вторых, одновременное получение наивыгоднейшик углов атаки для РК и СА одной ступени или для всех решеток многоступенчатого компрессора возможно только на каком-либо одном, например расчетном, числе оборотов пр (и наивыгоднейшем для него расходе воздуха). При этом все ступени работают совершенно согласованно и суммарные гидравли­ ческие потери оказываются наименьшими. На всех остальных чис­ лах оборотов наивыгоднейшие углы атаки для отдельных ступеней вследствие сжимаемое™ воздуха достигаются разновременно — на разных расходах воздуха, т. е. происходит рассогласование в работе ступеней. В силу этого суммарные гидравлические потери на нерас­ четных числах оборотов и соответствующих им оптимальных (для всего компрессора) расходах воздуха увеличиваются. Чем сильнее отличается число оборотов от пр, тем в большей степени сдвигаются по расходу моменты наступления наивыгоднейших условий работы отдельных ступеней и тем существеннее возрастают общие потери. Очевидно, что при наличии одного только фактора рассогласования работы решеток максимальный к. п. д. компрессора должен был бы с увеличением числа оборотов вплоть до пр увеличиваться, а затем уменьшаться. В действительности из-за дополнительного влияния числа М наивысший из всех возможных к. п. д. достигается несколь­ ко .раньше, т. е. на более низком по сравнению с расчетным числе оборотов. Чем выше уровень чисел М на расчетном режиме и чем ниже степень сжатия компрессора (т. е. чем слабее влияние фактора рассогласования'), тем сильнее смещается в сторону пониженных оборотов точка наивысшего к. л.д.

Перейдем теперь к рассмотрению зависимости степени сжа­ тия и адиабатического к. п.д. от числа оборот ов (при О = const).

223

всей области безотрывного обтекания профилей. План скоростей для более низкого числа оборотов изображен на рис. 115 пунктирными линиями. Как видно, повышение п приводит к одновременному увеличению и окружной скорости и, и закрутки потока Дса (из-за увеличения скорости wm и угла атаки). Поэ­ тому внутренняя работа ступени с увеличением п весьма интен­ сивно возрастает, что и является основной причиной повышения степени сжатия.

Рост числа оборотов сопровождается также и изменением гидравлических потерь в ступени, причем вначале они умень­ шаются, а затем увеличива­ ются. Это объясняется глав­ ным образом влиянием угла атаки, который при повыше­ нии п непрерывно возрастает от отрицательных до больших положительных значений. Су­ щественное влияние на поте­ ри, особенно в области боль­

ших п и G, оказывает, кроме того, непрерывный рост чисел М. В связи с изложенным каждому расходу воздуха от­ вечает свой наивыгоднейший угол атаки iHg и соответствую­ щее ему число оборотов, на

котором потери (с учетом влияния числа М) становятся мини­ мальными. Этот угол обычно достигается сравнительно недалеко

бл агод ар я рост у L,.

Что касается изменения к. п. д. компрессора по оборотам, то его начальный рост и последующее уменьшение (рис. 108) объясняются теми же причинами, что и изменение гидравличе­ ских потерь. Следует только отметить, что вследствие непре­ рывного увеличения внутренней работы максимум к.п. д. до­ стигается позже минимума гидравлических потерь, т. е. ближе к границе помпажа.

2 2 9