3.3 Изменение основных параметров по длине проточной части компрессора

Рассмотрим, как меняются основные параметры потока вдоль ступени компрессора.

Как было отмечено при объяснении принципа действия, межлопаточные каналы РК выполнены диффузорными. Это приводит к торможению потока в относительном движении , что в свою очередь является причиной роста статиче­ского давления и плотности рабочего тела .

Лопатка компрессора действует на поток рабочего тела с си­лой R. Ее окружная составляющая (рис. 1.14, 1.15) отклоняет течение в абсолютном движении в сторону вращения и сообщает ему механическую энергию в результате чего абсолютная ско­рость растет (с₂> с₁).

Запишем уравнение энергии в тепловой форме для решетки РК:

	(7)
	(8)

В РК осуществляется подвод работы ( ). Следует напом­нить, что внешним признаком передачи/отбора работы в термодина­мическом процессе является нали­чие физического движения. Исходя из этого, можно заключить, что работа подво­дится только в РК. В НА и ВНА подвода работы нет ( ).

Учитывая, что и с₂> с₁, то из уравнений (7) и (8) можно сделать вывод, что и Откуда следует, что в ра­бочем колесе статическая и полная температуры растут и .

Уравнение энергии в механической форме для РК можно за­писать в следующем виде:

(9)

Если учесть, что работа, подводимая в РК, многократно пре­восходит энергию, затрачиваемую на преодоление потерь, то из данного уравнения можно сделать вывод, что полное давление в РК растет .

В щелевых и лопаточных диффузорах канал также расши­ряющийся. Течение в нем сопровождается торможением в абсо­лютной СК , что согласно уравнению Бернулли (2) приво­дит к росту статического давления и плотности .

Для анализа изменения температуры в выходной системе за­пишем уравнения энергии в тепловой форме:

	(10)
	(11)

Учитывая, что в НА работа не подводится , сниже­ние абсолютной скорости компенсируется ростом энтальпии . А это в свою очередь приводит к росту температуры .

Отсутствие подвода работы обуславливает равенство полных энтальпий температур на входе и выходе РК и .

Уравнение энергии в механической форме для НА выглядит следующим образом можно:

(12)

Учитывая, что , что изменение полного давления вы­звано только затратами энергии на преодоление потерь. Учиты­вая, что , то падение полного давления будет незначи­тельным. Обычно оно не превышает 5%. Если бы процесс в вы­ходной системе проходил без потерь, то полное давление было бы там неизменно .

Полученная в результате проведенного анализа качественная картина изменения основных параметров потока по длине ком­прессора приведен на рис. 1.16.

Рис. 1.16. Изменение па­рамет­ров по длине ступени компрессора

3.4 Основные параметры, характеризующие работу степени компрессора

Работа компрессора характеризуется большим количеством различных параметров. Условно их можно разделить на три группы: геометрические (характеризующие размеры компрес­сора), кинематические (характеризующие кинематику потока в ступени) и энергетические (характеризующие процесс превраще­ния энергии).

Однако наиболее значимыми являются степень сжатия и КПД . Эти величины используются для построе­ния характери­стик компрессора. Также стоит отметить расход воздуха и час­тоту вращения РК n, которые для компрессора яв­ляются пара­метрами определяющими режим работы.