- •КПД элементарной ступени осевого компрессора
- •КПД элементарной ступени осевого компрессора определяется из уравнений энергий потока с учетом энергии
- •Преобразуя, получим:
- •Действительная энергия будет меньше теоретической на величину потерь:
- •В этом случае внутренний КПД ступени i . называют внутренним политропным КПД ступени.
- •Внутренний изоэнтропный (адиабатный) КПД может быть вычислен используя параметры торможения:
- •КПД изоэнтропный (адиабатный) и КПД внутренний (политропный) ia и iп практически одинаковы и
- •Степень реактивности ступеней осевых компрессоров.
- •Ступени осевых компрессоров характеризуются различной степенью реактивности ρ.
- •Преобразуя
- •Степень реактивности ступени лежащая в
- •Рассмотрим ступень компрессора с 0,5.
- •Решетка рабочих лопастей увеличивает закрутку потока, т.е.:
- •Рассмотрим ступень компрессора с 1 .
- •Рассмотрим ступень компрессора с 0,75 .
- •Т.е. газ подводиться в ступень и отводиться от нее в следующую ступень в
- •С2 – абсолютная скорость на входе в направляющий аппарат;
- •Направляющий аппарат обладает свойством диффузора, т.к. в нем происходит уменьшение кинетической энергии абсолютного
- •Конструктивные формы осевых компрессоров
- •Осевые компрессоры конструируются в основном многоступенчатыми.
- •Для первого типа компрессоров:
- •Метод расчета основных размеров
- •Для расчета должны быть заданы:
- •1. Среднее значение осевой скорости рассчитываем по коэффициенту расхода:
- •2. Определяем диаметр окружности концов рабочих лопастей первой ступени:
- •v – втулочное отношение,
- •3. По полученному значению dk и принятому ранее значению Uk, определяем необходимую частоту
- •5. Средний диаметр ступени:
- •7. Уточняем среднюю окружную скорость лопатки:
- •9. Определяем коэффициент напора:
- •10. Определяем изоэнтропную работу ступени:
- •12. Рассчитываем количество ступеней компрессора:
Ступени осевых компрессоров характеризуются различной степенью реактивности ρ.
При: ρ = 0 ÷ 0,15 – активная ступень компрессора; ρ = 0,45 ÷ 1 – реактивная ступень компрессора;
Для определения степени реактивности осевого компрессора используют формулу:
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
U C2u C1u |
C2u |
|
|
||
|
|
|
|
|
C1u |
||
Lстат |
|
|
|||||
|
2 |
|
2 |
|
|||
|
L |
|
U C2u C1u |
|
|
|
Преобразуя |
|
2 |
и C |
2 |
исходя из параллелограмма |
C |
|
2U |
|
||
|
1U |
|
|
скоростей осевой машины получим:
1 C1U C2U
2 U
C2 |
C2 |
C2 |
|
1 |
1a |
1U |
|
C22 |
C22a C22U |
Степень реактивности ступени лежащая в
пределах |
0,5 1 характерна для осевых |
компрессоров.
Рассмотрим ступень компрессора с 0,5.
1 |
C1U |
U |
w1U |
a1 |
|
|
|
|
w1 |
C1 |
|
|
|
w2U |
|
U |
|
2 |
C2U |
|
|
w2 C2
Решетка рабочих лопастей увеличивает закрутку потока, т.е.:
C |
2U |
C |
C 2 |
C 2 |
0 |
и w2 |
w2 |
0 |
|
1U |
1U |
2U |
|
2 |
1 |
|
|
отсюда следует, что w2 |
w1. |
|
|
|
|
Это показывает, что межлопастные каналы являются диффузорами. В них происходит уменьшение относительной скорости и превращение кинетической энергии относительного движения в потенциальную энергию.
Рассмотрим ступень компрессора с 1 .
1 |
U |
C1U |
|
|
a1 |
w1 |
C1 |
|
|
|
U |
2 |
a2 C2U |
|
|
w2 |
|
C2
Т.к. ступень реактивная, следовательно прироста скоростного напора нет С1 = С2. Из условия С1U = -C2U следует С1 = С2. В решетке происходит уменьшение скорости относительного движения и происходит превращение относительной кинетической энергии в потенциальную. Потери энергии оказываются малыми, этим объясняется широкое применение ступеней с ρ = 1.
При ρ = 1 (ступень полностью реактивная) энергия получается в ступени только в потенциальной форме (давление).
Сжатие происходит в межлопастных каналах рабочего колеса. Направляющий аппарат не меняет значения абсолютной скорости, а изменяет лишь ее направление.
Рассмотрим ступень компрессора с 0,75 .
Ступень с осевым входом и выходом).
1 U
w1 C1
|
U |
2 |
C2U |
|
w2
C2
C3=С1
Т.е. газ подводиться в ступень и отводиться от нее в следующую ступень в осевом направлении:
С1U = C3U =0, w2 < w1 .
Пусть C2U =0,5·U, тогда степень реактивности будет равна:
1 C1U C2U 0,75
2 U
С2 – абсолютная скорость на входе в направляющий аппарат;
С3 – скорость входа на рабочие лопатки или выхода из направляющего аппарата.
При p = 0,75 происходит повышение давления в межлопастных каналах рабочего колеса.
Изменение энергии давления (увеличение ее) выражается формулой:
w12 w22 3U 2
2 8