27. Регулирование компрессора.

Для уменьшения рассогласования ступеней многоступенчатого компрессора на нерасчетных режимах и улучшения его работы в различных условиях эксплуатации широко применяются различные способы регулирования. Целями регулирования являются:1. Повышение запасов устойчивости.

2. Повышение КПД компрессоров на переменных режимах работы.

3. Изменение соотношений между расходом воздуха, частотой вращения и степенью повышения полного давления для улучшения характеристик двигателя.4. Уменьшение вибрационных напряжений в лопатках.

Основными способами регулирования компрессора являются:

1. Перепуск воздуха из проточной части компрессора в атмосферу, в наружный контур двигателя или в какое-либо пространство с пониженным давлением.2. Поворот направляющих или рабочих лопаток.3. Изменение соотношения между частотами вращения различных групп ступеней (применением двух- и многокаскадных компрессоров).

Рассмотрим, способы регулирования.

Перепуск воздуха. Регулирование многоступенчатого осевого компрессора путем перепуска части воздуха применяется при работе компрессора на режимах с пониженными частотами вращения. На этих режимах работы компрессора первые ступени смещаются влево по коэффициентам расхода, вследствие чего наступает потеря устойчивости и возникают повышенные вибрационные напряжения в лопатках из-за возникновения вращающегося срыва.

Поворот лопатки компрессора. Уменьшение углов атаки на промежуточных режимах работы компрессора может быть достигнуто поворотом лопаток статора и ротора. Осуществление поворота лопаток ротора весьма сложно по конструктивным соображениям и в настоящее время применяется только в одноступенчатых промышленных вентиляторах. Поворот лопаток статора (ВНА, НА и совместно ВНА и НА) нашел широкое применение при регулировании компрессоров газотурбинных двигателей.

Применение двухкаскадных компрессоров. В газотурбинных двигателях применяются компрессоры, у которых группы ступеней объединены в блоки, как говорят каскады, каждый из которых имеет свой вал и эти валы раздельно приводятся во вращение каждый своей турбиной. Чаще делят компрессор на два блока или два каскада.

28. Профилирование компрессора. Законы профилирования.

обратная задача теории решеток, т. е. построение профиля при заданном треугольнике скоростей для дозвуковых компрессорных решеток решается следующим образом. Используя формулу =+i– (рис. 6.19, а) и соотношения (6.18) и (6.19), для угла изгиба профиля получим

Из треугольника скоростей определяется  и ₂. По данным рис. 6.8 находится величина  при b/t=1 (для решетки НА ).

Если с помощью рис. 6.8 определить для различных ₂ (₁) соответствующие номинальные отклонения , то оказывается, отношение этих отклонений  и отклонений  при b/t=1 не зависят от угла ₂ (₁), а зависят только от густоты решетки. Эта зависимость приведена на рис. 6.19.

Поэтому процедура определения густоты решетки сводится к следующему. Зная  и _b/t=1,0, по данным рис. 6.20 определяется потребная величина b/t. По данным рис. 6.15 и 6.17 определяются ₀, i₀, n и m и рассчитывается угол изгиба профиля . Затем используется какой-либо из стандартных профилей, координаты которого откладываются от изогнутой на требуемый угол  средней линии профиля.

На рис. 6.19 в качестве примера приведены стандартные профили NACA и профиль, образованный из двух дужек круга.

Отметим, что в последнее время в связи с задачами существенного повышения КПД при около- и трансзвуковых скоростях набегающего на решетку потока стали применяться другие способы проектирования (в т.ч. профилирования).