39. Влияние основных кинематических параметров на напор ступени

связь между коэффициентом теоретического напора, степенью реактивности и закруткой потока на входе:

(6.10)

Коэффициент теоретического напора зависит от величины _к и относительной закрутки потока на входе в рабочее колесо . Величину _к будем изменять в следующих пределах: _к=0...1. При _к=0 статические давления на входе в РК и на выходе из него равны между собой (p₁=p₂). Если не учитывать потерь при течении, то при _к=0 можно принять, что относительные скорости на входе в РК и на выходе из него также равны (w₁=w₂), и межлопаточный канал имеет равные площади на входе и выходе F₂=F₁. Очевидно, что при _к<0 в РК ступени компрессора будет происходить уже не сжатие, а расширение потока. В целом в ступени может происходить сжатие, которое будет осущ-ся в направляющем аппарате.

При _к=1 статические давления на входе в НА и на выходе из него одинаковы (р₂=р₃) и сжатие потока происходит только в РК. Если не учитывать потерь при течении в НА, то при _к=1 с₁=с₂. Очевидно, что при _к>1 в НА осуществляется не сжатие, а расширение потока.

Наконец, отметим наиболее часто встречающийся случай _к=0,5. При этом изоэнтропическая работа расширения делится поровну между РК и НА. Если по-прежнему принять приближенно, что с₃=c₁, то при _к=0,5 будем иметь c₃=с₁=w₂ и с₂=w₁. Относительная закрутка потока на входе в РК =c_1u/u=0,5

При постоянной величине коэффициент теоретического напора ступени увеличивается с уменьшением степени реактивности. При постоянной величине степени реактивности _к коэффициент теоретического напора увеличивается с уменьшением закрутки потока на входе .

при постоянной величине коэффициента теоретического напора при уменьшении степени реактивности и увеличении относительной закрутки потока происходит уменьшение относительной скорости на входе в РК w₁ и рост абсолютной скорости на выходе с₂. Хотя угол поворота потока  в РК увеличивается, но диффузорность межлопаточного канала РК не увеличивается, так как растет величина угла ₂.

при больших значениях угла поворота потока  в РК и при больших значениях скоростей w₁ и с₂ (и соответственно чисел и ) достигаются высокие значения коэффициента теоретического напора .Реализация высоких значений не представляется целесообразной по следующим причинам:

1. При определенных значениях углов ₁ и ₂ и, следовательно, угла поворота потока и относительной длины диффузора в нем возникает срывное течение. При срыве потока не только сильно увеличиваются потери, но и возникают неустойчивые режимы работы ступени и компрессора в целом. Поэтому существуют определенные ограничения на величины углов ₁ и ₂ и .

2. С ростом скоростей w₁ и с₂ на входе в РК и НА и соответственно чисел и решетки РК и НА обтекаются на транс- и сверхзвуковых режимах. Как мы увидим ниже, на этих режимах возникают повышенные потери. Поэтому второе ограничение на величины коэффициентов теоретического напора связано с ограничением по числам и . Величины коэффициентов теоретического напора, как правило, не превышают значений =0,35...0,4.