24. Рабочий процесс осевой ступени в координатах s-I

В начальном сечении 1-1 состояние газа характеризуется положением точки 1 и параметрами p1 и Т1 в ней, а с учетом начальной кинетической энергией – с точкой 1*.Если бы процесс повышения давления в рабочем колесе был идеальным, он протекал бы от изобары p1 до изобары p2 по изоэнтропе 1-2иэ. При этом бы потребовалось затратить работу . На самом деле этот процесс происходит с потерями и протекает по полинтропе 1-2. Кроме потенциальной энергии, характеризуемой p2 и Т2 за рабочим колесом, газ имеет кинетическую энергию , наибольшую в ступени. В идеальном процессе, из точки 2 процесс шел бы по изоэнтропе 2 -3иэ. Для повышения давления необходима энергия в виде На самом деле в процессе 2-3 повышение давления происходит за счет преобразования в промежуточном направляющем аппарате в потенциальную энергию кинетической энергией , которая равна . В точке 3 при давлении з3 и температуре Т3 газ имеет кинетическую энергию , так что полной энергии газа на выходе из ступени будет соответствовать точка 3*. Для повышения потенциальной энергии газа необходимо затратить работу . Построенная диаграмма может использоваться для оценки экономичности ступени и венцов путем сравнения вертикальных отрезков, соответствующих приращениям i.

Степень реактивности

Знак приближенного равно необходим, потому что для упрощения вывода пренебрегая сжимаемостью газа при малых и . Также эту величину иногда называют термодинамической степенью реактивности.

25. Особенности работы входного устройства цбк.

Назначение – обеспечение равномерного подвода газа к рабочему колесу и создания перед ним заданной структуры потока.

При простейшей конструкции (а) всасывание возможно из помещения , р.к. насаживается на вал консольно и вращается вместе с обтекателем ступицы.

С ростом производительности и размеров, а также влияния на обитаемость отсека, простейшая конструкция становится неприемлемой. Тогда используют входную камеру(б), присоединяемую с помощью фланца к шахте воздуховода. Здесь: из внутреннего пространства камеры газ поступает к р.к. через криволинейный конфузор, обеспечивающий поворот потока от радиального до осевого направления. Недостаток – возможность нарушения осевой симметрии потока перед колесом.

При отсутствии постоянных постов обслуживания в помещениях применяют входные устройства с кольцевым осесимметричным подводом газа к колесу(в). Оно образуется из 2-х концентричных обечаек корпуса – наружной и внутренней, между которыми иногда устанавливают неподвижный направляющий аппарат и доп. воронки для снижения потерь при повороте потока.

Для достижения равномерности потока перед колесом каналы входных устройств выполняют конфузорными.

Закрутка потока осуществляется с помощью неподвижного направляющего аппарата. Входные кромки его лопаток выставляют радиально, а выходные загибают(на разные углы для разных законов закрутки), создавая закрутку. На практике часто применяют закон постоянства циркуляции - закон «свободного вихря».

26. Типы ступеней осевых компрессоров, отличающихся структурой потока. (Гофлин с.127) Тип лопаточного аппарата ступени и структура потока (распределение скоростей и давления по высоте лопатки при заданной lст) определяется видом функции С_1u=f(r) или функции С_1ur=f₁(r).

- Ступень с постоянной вдоль радиуса циркуляцией.

Ступени данного типа целесообразно применять при умеренных значениях окружной скорости на периферии (u_н<=240 м/с) и достаточно высоких втулочных отношениях (v>=0.6).

- Ступень с постоянной степенью реактивности.

При одних и тех же коэффициентах напора, расхода и степени реакции на среднем радиусе числа Мw1 у этих ступеней получаются меньшими, чем в ступенях с постоянной циркуляцией. Это позволяет при проектировании ступеней выбирать большие окружные скорости, чем в случае с постоянной циркуляцией и получать в них большую работу. Однако при очень малых v может оказаться, что w_1н<w_1вт, а следовательно Мw1н<M1вт. Такое распределение чисел Мw1 по радиусу не является оптимальным по отношению к существующему распределению толщин профилей рабочих лопаток. Во избежание этого при проектировании ступеней данного типа стремятся обеспечить (Сан/Саср)<=0,7.

- Ступень с номинальным режимом работы всех решеток вдоль радиуса.

В данной ступени число М вдоль радиуса изменяется гораздо меньше, чем в ступени с Г=const, но больше, чем в ступени с ρк=const. Осевая скорость убывает к периферии значительно медленее, чем в случае ρк=const. Таким образом, описанный тип ступени обладает рядом аэродинамических и технологических преимуществ.