Типы характеристик. Запас устойчивости компрессора.

функциональные зависимости: = f ₁(р, Т, G, n, , , с_р, k); = f ₂(р, Т, G, n, , , c_p, k).

Приведенные зависимости, которые и называются характеристиками компрессора, очень неудобны при их практическом использовании. В самом деле зависимости и многофункциональные, что делает практически невозможным их графическое представление.

Используя положения теории подобия, получим, что для газов с близкими значениями параметра k, при неучете гравитационных сил и процессов теплопередачи и в области автомодельности по Re, характеристика компрессора может быть представлена в виде зависимостей

Учитывая , установим, что одним из критериальных параметров характеристики может быть число М, подсчитываемое по окружной скорости: М _u = u ₁/ а ₁, где а ₁ – скорость звука. Если вместо чисел М употреблять однозначно связанные с ними приведенные скорости (), а вместо ₁ кроме того, величину функции q (₁), то получим, что характеристика компрессора может быть представлена в виде зависимостей:

где  _u = u ₁/ a _кр – приведенная окружная скорость.

Для компрессора определенных размеров (например, при расчете высотно-скоростных характеристик двигателя определенных размеров) более удобно использовать характеристики компрессора, в которых вместо q (₁) и _u записываются однозначно связанные с ними комплексные параметры G _прив и n _прив – называемые соответственно приведенным расходом и приведенной частотой вращения.

Из уравнения расхода имеем

где – площадь входного сечения компрессора.

Таким образом, характеристика компрессора может быть также представлена в виде

Поле характеристики компрессора ограничено границей устойчивой работы, областью сгущения, где увеличение частоты вращения не приводит к возрастанию расхода, а на поле характеристик можно указать линию рабочих режимов – геометрическое место точек режима работы этого компрессора в системе данного газотурбинного двигателя (характеристику сети компрессора в системе ГТД).

Рис. 10.1. Типовая характеристика осевого компрессора:

1 – граница устойчивой работы; 2 – область сгущения: 3 – линия рабочих режимов

отношение называется коэффициентом устойчивости компрессора, а K_y=(K_y–1)^.100% называется запасом устойчивости компрессора. Величины K _y и  K _y характеризуют устойчивость компрессора как по степени повышения полного давления, так и по приведенному расходу. Если напорные ветви характеристик компрессора вертикальны, то величины K _y и  K _y определяются запасами по , а при горизонтальных напорных ветвях характеристик K _y и  K _y определяются запасами по расходу.