Лекция № 16 « Многоступенчатые ок. Центробежные компрессоры»
Для получения
наилучших данных современных ГТД
различных типов общая степень повышения
давления воздуха в компрессоре должна
быть порядка
и более. В осевых компрессорах этого
можно увеличить только путем
последовательного сжатия воздуха в
ступенях многоступенчатого осевого
компрессоре.
Число ступеней
колеблется от6до
17,
а степени повышения давления
находятся в пределах 7-20 и более.
Центробежным называю такой компрессор, у которого повышения давления воздуха в рабочем колесе происходит под действием центробежных сил инерции, возникающих при его вращении.
Параметры многоступенчатого ОК.
Основными величинами, характеризующими работу многоступенчатого компрессора, являются:
а) степень повышения воздуха
;
б) работа, затраченная на вращение компрессора
в) адиабатический КПД компрессора
Изменение скорости потока и геометрических размеров по тракту компрессора.
Поперечные размеры компрессора будут тем меньше, чем больше осевая скорость потока. Они уменьшаются также с уменьшением относительного диаметра втулки . Длина компрессора определяется числом ступеней. Чем больше работа каждой ступени, тем меньше требуется ступеней.
В современных
компрессорах в первой ступени
выбирают не меньше
,
а величина осевой
скорости
.
В последней ступени принимают
.
Распределение работы между ступенями.
Работа ступени
определяется из условия предельно
допустимой аэродинамической нагруженности,
характеризуемой величиной коэффициента
теоретического напора
.
На первых ступенях
уменьшается на
и более по сравнению с
в зависимости от расчетной степени
сжатия и диапазоне изменения режимов
работы компрессора.
На средних ступенях
увеличивают по сравнению с
в пределах допустимой нагруженности
(
)
и условий получения заданной работы
компрессора.
Распределения
работы по ступеням компрессора должно
быть
.
Работа и
компрессора распределяется между
каскадами с учетом возможностей
распределения работы между соответствующими
турбинами и особенностей работы
компрессора в условиях эксплуатации.
Принцип работы центробежного компрессора. Основные параметры ступени.
При вращении колеса воздух по каналам, образованным лопатками, нагнетается к периферии. Перед колесом образуется разрежение и наружный воздух непрерывно по входному устройству поступает к колесу. В каналах колеса воздух, находясь в поле центробежных сил, сжимается и выхолит из колеса, имея повышенное давление и значительно большую, чем на входе, абсолютную скорость. Одновременное увеличение давления и скорости в колесе объясняется тем, что на валу колеса затрачивается внешняя работа. Из колеса воздух поступает в диффузор, где кинетическая энергия потока преобразуется в работу сжатия.
Основными
геометрическими параметрами ступени
являются: наружный диаметр колеса
,
диаметр колеса на входе
,
диаметр втулки колеса
,
ширина колеса на входе
,
ширина колеса на выходе
,
а также их относительные значения,
которые находится в следующих пределах:
;
;
.
Окружная скорость
колеса
и более, степень повышения давления
,
доходящая до
.
Течение воздуха в элементах ступени центробежного компрессора.
Входное устройство ступени выполняют так, чтобы воздушный поток либо имел осевое направление перед колесом, либо же имел некоторую закрутку, направленную обычно по направлению вращения колеса. В последнем случае во входном устройстве помещают входной неподвижный направляющий аппарат.