Определение геометрических размеров меридионального сечения проточной части подпорных ступеней ротора вентилятора

 

Как отмечалось выше, в ТРДД нередко встречаются компрессоры низкого давления, выполненные по схеме с подпорными ступенями.

Термодинамический расчет подпорных ступеней КНД, в принципе, не отличается от расчета ступеней дозвукового компрессора, приведенного во второй главе. Подпорные ступени имеют малые значения степени повышения давления , но установленные, как правило, за транс- и сверхзвуковыми ступенями вентилятора, они способствуют выравниванию потока воздуха на входе в компрессор высокого давления и, тем самым, повышению его КПД.

При больших степенях двухконтурности m > 8…10, с целью уменьшения числа ступеней турбины вентилятора, между роторами вентилятора и его турбиной устанавливают редуктор.

Ниже приводиться порядок расчета некоторых геометрических параметров подпорных ступеней.

1. Затраченная работа подпорных ступеней (или ) известна из термогазодинамического расчета двигателя.

2. Средний диаметр подпорных ступеней на входе

.

3. Форма проточной части подпорных ступеней определяется формами проточной части вентилятора и компрессора газогенератора. Примем в примере форму проточной части подпорных ступеней с .

Тогда , т.е. втулочный диаметр подпорных ступеней равен диаметру втулки вентилятора на выходе.

4. Отношение площадей кольцевых сечений на входе и выходе подпорных ступеней

,

где в первом приближении можно принять .

, т.е. площадь кольцевого сечения на входе в подпорные ступени равна площади кольцевого сечения за вентилятором для внутреннего контура

где – температура на входе в компрессор газогенератора;

– температура на выходе из вентилятора.

5. Площадь кольцевого сечения на выходе подпорных ступеней

=

Необходимо согласовать площадь с площадью на входе в компрессор газогенератора, полученной в предыдущих расчетах.

6. Средний диаметр на выходе подпорных ступеней

7. Наружный диаметр подпорных ступеней на выходе

8. Так как средний диаметр каждой ступени при форме не известен, то определяем средний диаметр подпорных ступеней как полу сумму средних диаметров на входе и выходе подпорных ступеней.

=

9. Окружная скорость на среднем диаметре подпорных ступеней

.

10. Число подпорных ступеней

где – среднее значение коэффициента напора подпорных ступеней. Большие значения принимаются в случае установки редуктора.

Число подпорных ступеней округляется до ближайшего целого числа, и затраченная работа распределяется между ними. Распределение и дальнейшие расчеты подпорных ступеней осуществляются так же, как это делалось для дозвукового компрессора (см. §2.1 – 2.5).