Способы повышения эффективности работы компрессора

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение КПД и расширение диапазона бессрывных режимов работы компрессора путем уменьшения воздействия вихревых течений на основной поток рабочего тела. Задача решается тем, что в ступени осевого компрессора, содержащей лопатки рабочего колеса и лопатки спрямляющего аппарата и лопатки спрямляющего аппарата и лопатки рабочего колеса выполнены с ребрами, размещенными по периметру профиля пера лопатки поперек продольной оси лопатки, причем ребра на лопатках рабочего колеса расположены напротив ребер на лопатках спрямляющего аппарата. Кроме того, в изобретении может иметь место следующее: ребра лопаток рабочего колеса и ребра лопаток спрямляющего аппарата расположены друг относительно друга с минимальным технологически допустимым зазором; высота ребер составляет не менее 0,3 толщины профиля лопатки; ребра выполнены с толщиной, плавно убывающей от места соединения с пером лопатки к периферии; в зоне входных кромок лопаток ребра выполнены с клиновидным заострением. Выполнение лопаток спрямляющего аппарата и лопаток рабочего колеса с ребрами, размещенными по периметру профиля пера лопатки поперек продольной оси лопатки, и расположение ребер, размещенных на лопатках рабочего колеса напротив ребер, размещенных на лопатках спрямляющего аппарата, позволяет разделить основной поток рабочего тела как минимум на два канала, ограничивая зону распространения образовавшегося вихря и не давая возможности ему радиально воздействовать на оставшуюся часть потока. Расположение ребер на лопатках рабочего колеса и спрямляющего аппарата относительно друг друга с минимальным технологически допустимым зазором ограничивает возможность перемещения потока по межлопаточным каналам, локализуя вихреобразования в одной, ограниченной ребрами части этих каналов. Выполнение ребер с высотой, составляющей не менее 0,3 толщины профиля лопатки, обеспечивает повышение аэродинамического сопротивления радиальному перетеканию образовавшихся вихрей через ребра, поскольку такая высота гарантированно превышает максимальную толщину пограничного слоя по профилю лопатки. Выполнение ребер с толщиной, плавно убывающей от места соединения с пером лопатки к периферии, позволяет ослабить интенсивность стекающих с ребер вихрей и тем самым уменьшить потери энергии. Выполнение ребер в зоне входных кромок лопаток с клиновидным заострением способствует возникновению у сверхзвуковых лопаток скачка уплотнения, препятствующему образованию вихрей. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена ступень осевого компрессора известного типа (стрелками показано направление движение потока в помпажном режиме работы); на фиг.2 - общий вид предлагаемой ступени осевого компрессора, на фиг.3 - сечение А-А фиг.2, на фиг.4 - вид с торца на сверхзвуковую лопатку с ребрами, имеющими клиновидное заострение в зоне входной кромки. Ступень осевого компрессора содержит рабочее колесо с лопатками 1 и статор с лопатками 2 спрямляющего аппарата. Лопатки 1 и 2 выполнены с антивихревыми ребрами 3. На каждой лопатке может быть размещено одно и более ребер. Ребра 3 на лопатке 1 располагаются напротив ребер 3 на лопатках спрямляющего аппарата, разделяя межлопаточные каналы на части (как минимум на два канала в случае размещения на каждой лопатке по одному ребру). Ребра 3 имеют переменную толщину (см. фиг.3), причем максимальная толщина ребра находится у пера лопатки, а минимальная - на конце ребра. Верхняя поверхность ребра выполнена прямой и лежит ортогонально поверхности пера лопатки, а нижняя поверхность выполнена с наклоном, увеличивающим толщину ребра от периферии к корню, который находится в месте соединения ребра с пером лопатки. Высота ребер h составляет не менее 0,3 толщины профиля лопатки 1 или 2, причем высота ребер на лопатках 2 спрямляющего аппарата может быть больше по значению высоты ребер рабочих лопаток 1. Для сверхзвуковых лопаток ребра 3 в зоне входных кромок 4 выполнены с клиновидным заострением 5. На спинке и корыте пера лопаток ребра могут быть выполнены с постоянной высотой и повторять форму поперечного сечения пера лопатки, в плоскости которого они расположены. В зоне выходных кромок лопаток ребра также могут иметь клиновидное заострение, аналогичное заострению ребер в зоне входных кромок. При работе компрессора рабочий поток поступает в межлопаточные каналы, образованные перьями лопаток 1 и 2. При встрече рабочего потока с ребрами 3 на лопатках 1 и 2 ограничивается радиальное перемещение потока по длине пера лопатки. Возникающий отрыв пограничного слоя в межлопаточном канале на отдельных радиусах из-за предлагаемых ограничительных ребер локализуется в пространстве между ребер 3 и не распространяется по всей высоте лопатки, обеспечивая устойчивое течение основного рабочего потока. Такое выполнение ступени осевого компрессора позволяет повысить КПД и расширить зону устойчивой работы компрессора.