Причины деформации треугольников скоростей по высоте лопатки

Причины деформации треугольников скоростей по высоте лопатки

Все предыдущие рассуждения о рабочем процессе ступени осевого компрессора проводились для элементарной ступени, т.е. рассматривалась двумерная схема течения. Действительная ступень объёмна, трёхмерна. Её можно представить как совокупность бесконечно большого числа элементарных ступеней. Рассмотрим принципиальные отличия в рабочем процессе элементарных ступеней на различных радиусах. Выделим три радиуса () и построим для них треугольники скоростей на входе в РК.

С увеличением радиуса возрастает окружная скорость . Если предположить, что скорость на входе в лопатку по высоте лопатки (т.е. по радиусу) не изменяется, то увеличение вызывает уменьшение угла , т.е. этот угол уменьшается от корня к концу лопаток. Чтобы иметь оптимальный угол атаки по всей высоте лопатки, надо уменьшать лопаточные углы от втулки к периферии лопаток.

Таким образом, для достижения высокого КПД ступени необходимо учитывать её работу в условиях трехмерного потока, т.е. учитывать изменения параметров потока в заданном сечении с изменением радиуса. Стараются спроектировать ступень так, чтобы течение рабочего тела в ней происходило по цилиндрическим коаксиальным поверхностям, когда радиальная составляющая скорости . Слоистое течение возможно даже при наличии роста давления по радиусу. Это позволит использовать уравнение радиального равновесия . (1)

Оно показывает, как изменяется давление с изменением радиуса. Из этого уравнения следует, что с увеличением радиуса давление растёт, и тем быстрее, чем больше и центробежное ускорение .