Расчет параметров потока по радиусу ступени компрессора
В настоящее время практическое применение находят следующие типы компрессорных ступеней: - ступень с промежуточным или комбинированным законом закрутки, для которых - ступени с постоянной по радиусу кинематической степенью реактивности ( - ступени с постоянной по радиусу циркуляцией ( Опыт проектирования показывает, что в первых ступенях каскада низкого давления компрессора целесообразно использовать промежуточный закон закрутки с показателем степени m = -0,5…-0,75 или комбинированный закон (для вентиляторной ступени), в котором используются не одно, а два или более значений показателя степени m по радиусу в пределах В средних ступенях компрессора (первые ступени каскада высокого давления) обычно применяют закон закрутки Закрутку последней ступени компрессора выполняют по закону Обычно расчет производится в большом числе сечений по высоте. В приводимых примерах ограничимся тремя сечениями. За основу расчета принимаются величины, полученные при расчете ступени по среднему диаметру, предполагая, что течение воздуха в пределах ступени происходит по цилиндрическим поверхностям тока.
Расчетные сечения в корневой и периферийной частях (см. r 1 и r 3 на рис. 5.1) выбираются на расстоянии 2 мм …4 мм (в примере 2 мм) соответственно от втулки и наружного радиуса лопатки на выходе из решетки. Радиус  совпадает со средним радиусом  ступени.
Рис. 5.1. Расчетные сечения рабочей лопатки 3-ей ступени компрессора
Осевая составляющая абсолютной скорости потока воздуха на входе в рабочее колесо в расчетных сечениях по радиусу определяется по формулам. Для промежуточного закона
где
r – текущий расчетный радиус. Для закона
Для закона
Осевая составляющая абсолютной скорости воздуха на выходе из рабочего колеса в расчетных сечениях определяется по следующим формулам. Для промежуточного закона
Для закона
Для закона
Изменения окружной составляющей абсолютной скорости СU вдоль радиуса обычно задаются, что и определяет закон закрутки лопаток. В общем виде эти законы определены выражением (5.1). Для промежуточного закона и для закона
где
Для закона
Дальнейший порядок расчета и расчетные формулы не зависят от выбранного закона закрутки. Поэтому алгоритм расчета удобно представлять в табличном виде (табл. 5.1). Численные значения, приведенные в табл. 5.1, относятся к расчету параметров по высоте рабочей лопатки 3-ей ступени компрессора газогенератора, для которой выбран закон закрутки
Таблица 5.1
1) При получении в корневом сечении угла m = - 0,5, а m = - 0,6 или m = - 0,7). 2) При получении отрицательного значения 3),4) 5) Допускается из условия прочности увеличение хорды к периферии в рабочих решетках не более, чем на 25%…30%, а в направляющих – не более 35%…40%. 6) Угол атаки на среднем радиусе выбирается в пределах -2…-5. На периферии абсолютные значения углов атаки уменьшаются, а у втулки – увеличиваются на 1…20. 7) В дозвуковых профилях
Nbsp; Рис. 5.2. Плоская решетка рабочего колеса
8) Рекомендуемые значения раскрытия эквивалентного плоского диффузора лежит в пределах Для спрямляющего аппарата ступени входными параметрами в расчетных сечениях по радиусу являются параметры, полученные за рабочим колесом этой ступени. Составляющие абсолютной скорости потока за спрямляющим аппаратом
|
в уравнении (5.1);
), для которых m = -1.0;
), для которых m = 1,0.
,(5.2)
и 
- относительные радиусы расчетных сечений;
- периферийный радиус;
. (5.3)
. (5.4)
.(5.5)
(5.6)
(5.7)
, (5.8)
, (5.9)
;
.
(5.10)
(5.11)
. Исходные данные для расчета закрутки взяты из §2.3 и табл. 2.4.
на входе в рабочее колесо [расчетная формула (5.2)…(5.4)]
на выходе из рабочего колеса [расчетная формула (5.5)…(5.7)]
)
на входе в рабочее колесо [расчетная формула (5.8)]
на выходе из рабочего колеса [расчетная формула (5.9)]
(m =1,0)
, где 
находится по табл. ГДР и значению 
,
где z – число лопаток
(
- в радианах)
больше, чем 910…920, следует применить другой закон закрутки (например, при промежуточном законе, не
на периферийном радиусе следует изменить закон закрутки (с меньшим отрицательным значением m). При 
можно пересчета не производить, но в дальнейших расчетах принимать 
.
и 
для дозвуковых профилей не должны превышать 
. После профилирования и построения решетки величина 
уточняется.
, где а – расстояние точки максимальной выгнутости от передней кромки профиля (см. рис. 5.2).
.
и 
определяются по результатам расчета потока перед рабочим колесом последующей ступени. Номинальные углы поворота потока 
при 
и густота решетки спрямляющего аппарата определяются по ранее представленным формулам (см. §2.5 пп.24, 25). Расчет геометрических параметров профиля спрямляющей решетки проводится по тем же формулам, что представлены в табл. 5.1.
