6. Уравнение радиального равновесия. Условия связи между составляющими скорости на различных радиусах.

Для наглядности преимуществ и недостатков применяемых методов расчета распределения параметров потока по радиусу воспользуемся упрощенными соотношениями теории цилиндрической ступени, считая жидкость несжимаемой, не учитывая потерь и принимая величину H^*=f(r)=const. Из упрощенного уравнения радиального равновесия и уравнения Бернулли - однозначная связь между законами изменения окружной и осевой компонент абсолютной скорости: (1)

Для определения изменения с_а для закона постоянной реактивности воспользуемся

c_u=u(1–)–H_т/(2u). (2)

Подставляем выражение (2) при =const и H_т=const в уравнение (1) и получим для закона постоянной реактивности (3)

Поскольку в формуле (2) =const, H_т=const, u=r, то:

c_u=Аr+В/r (4)

где А и В – постоянные величины.

Для случая H_т=const при А=0 соотношение (4) дает закон закрутки c_ur=const;

при В=–/2 – закон постоянства циркуляции.

Таким образом, зная с_u, с_а и величину окружной скорости на каждом радиусе проточной части, можно построить треугольники скоростей и определить все параметры ступеней.

Т.к. H_т=f(r)=const, то

где , а окружные и осевые компоненты скорости отнесены кu_к.

На рис представлены треугольники скоростей на 3х радиусах, спрофилированных по закону постоянства циркуляции : а – перефер. Радиус, б – стедний, в- втулочный.

7. Назначение, классификация турбомашин. Основные параметры и основные узлы центробежного компрессора.

Назначение лопаточных машин (ЛМ) в авиационных ГТД : у компрессоров и вентиляторов – повышение давления и подача воздуха в газовоздушный тракт двигателя; у турбины – в результате расширения газа получение механической энергии, расходуемой на вращение вентилятора и компрессоров, воздушных винтов (у ТВД) и различных агрегатов (у турбовальных двигателей).

Классификация

По направлению потока в проточной части машины и различают:

а) осевые машины (компрессоры и турбины); б) радиальные (центробежные и центростремительные); в) диагональные; г) комбинированные.

По числу ступеней (одноступенчатые и многоступенчатые); По числу валов многоступенчатой машины (одновальные и многовальные); По уровню скоростей в проточной части (дозвуковые, трансзвуковые и сверхзвуковые); По конструктивным признакам (охлаждаемые и неохлаждаемые турбины, центробежные компрессоры с односторонним и двусторонним входом, машины с неподвижными поворотными лопатками и др.).

Центробежные и комбинированные компрессоры

Если односторонний осевой вход, то неподвижный НА осевого типа, если двусторонний, то кольцевой вход, то неподвижный НА - кольцевая решетка, за ней направляющие тороидальные поверхности. Входная часть РК имеет лопатки, обеспечивающие безударный вход потока (вращающийся НА, иногда как одно целое с РК). Лопатки РК могут быть прямые. Высокая степень повышения давления в одной ступени (π*_ц.к=5...6 при u_к=450...500 м/с), простота конструкции, меньшая чувствительность к условиям эксплуатации. Недостаток – пониженная лобовая производительность, затруднительно создание многоступенчатой конструкции.

Ступень центробежного компрессора состоит из ВНА, РК и выходной системы, которая включает в себя безлопаточный щелевой диффузор 2, лопаточный диффузор 3 и выходной патрубок. Поток на входе обычно закручивается по вращению.

B последнее время рассматривается применение центробежных ступеней и в полноразмерных двигателях. Предлагается иногда вместо многоступенчатого осевого компрессора использовать одноступенчатый центробежный. Очевидно, что такая замена станет возможной тогда, когда КПД ступени центробежного компрессора при =6...8достигнет уровня =0,82...0,83, т. е. сравняется примерно с достигнутым в настоящее время уровнем КПД многоступенчатого осевого компрессора.