3.4.3 Степень реактивности

Механическая работа к потоку рабочего тела подводится только в РК. Часть этой работы расходуется на повышение дав­ления в РК, а другая на увеличение кинетической энергии сжа­тие в нем, часть которой потом преобразовывается в потенци­альную энергию в НА.

Величина равная отношению работы сжатия в РК к теорети­ческому напору в ступени компрессора называется степенью ре­активности .

(25)

Эта величина характеризует распределение работ сжатия ме­жду РК и НА.

Работа сжатия в РК без учета гидравлических потерь равна:

(26)

С учетом формул (26) и (21) выражение (25) примет следую­щие виды:

				(27)
				(28)
			(29)

Из этих формул следует, что чем меньше степень реактивно­сти , тем большая часть теоретического напора тратится на разгон потока в рабочем колесе. Низкая степень реактивности не выгодна, так как этим вызывается повышенные потери в выход­ной системе.

Как видно из выражений (25), (27), (28) и (29) величина сте­пени реактивности может принимать значения от 0 до 1. По ве­личине ступени компрессора делятся на три группы:

• ступени, у которых называются активными;

• ступени, у которых называются чисто реактивными;

• ступени, у которых называются реактивными.

В активной ступени величина , следовательно давление в рабочем колесе не меняются , ровно как и отно­сительные скорости . Равенство скоростей обеспечива­ется за счет постоянной площади проходного сечения межлопа­точного канала РК (рис. 1.19).

В активной ступени все сжатие рабочего тела происходит в выходной системе, а РК выполняет только функции подвода ме­ханиче­ской работы и проталкивания рабочего тела. При этом вся под­водимая в РК работа расходуется на повышение кинетиче­ской энергии .

а) элементарные решетки ступени; б) изменение давления в ступени; в) план скоростей

Рис. 1.19. Схема активной ступени осевого компрессора

Каналы НА активной ступени имеют большую степень диф­фузорности, что приводит к большим потерям энергии при тор­можении потока там. Данное обстоятельство ограничивает об­ласть применения активных ступеней.

Другой крайностью является чисто реактивная ступень . В ней сжатие происходит только в РК, в выходной сис­теме изменения давления и абсолютной скорости не происходит и . Это достигается за счет того, что межлопаточ­ные каналы НА имеют неизменную площадь проходного сечения на всем протяжении (рис. 1.20).

Реализация всего сжатия в РК, приводит к существенному торможению потока в относительном движении для чего межло­паточные каналы РК должны иметь большую диффузорность. Это в свою очередь обуславливает высокий уровень потерь энергии в РК. По этой причине применение таких ступеней но­сит ограниченный характер.

Для чисто реактивных ступеней должно выполняться условие . Значит, такие ступени должны обязательно иметь пред­варительную закрутку потока, направленную против враще­ния РК.

а) элементарные решетки ступени; б) изменение давления в ступени; в) план скоростей

Рис. 1.20. Схема чисто реактивной ступени осевого компрессора