Основные параметры целой ступени осевого компрессора

Наружный и втулочный радиусы целой (полноразмерной) ступени, в отличие от элементарной, значительно различаются. Поэтому она имеет, прежде всего, такие геометрические параметры, которых в принципе не было у элементар­ной ступени.

1. Длина лопатки l = r_H-r_BT> 0,03 м. Ограничение обусловлено необходимостью сохранения возможно большего ядра потока, не занятого пограничными слоями на торцевых поверхностях каналов^

2. Относительный диаметр втулки (втулочное отношение) _. Диапазон значений, наиболее часто применяемых в судовых осевых компрессорах,

Для характеристики целой ступени обычно используют параметры, свойственные элементарной ступени, расположенной на r_ср ⁼ (r_н + r_вт)/2, например, для целой ступени приобретают значения самостоя­тельных параметров абсолютные величины некоторых скоростей.

3. Осевая скорость с_1аср. Она принимается на среднем радиусе г^ и соответствует производительности целой ступени. Для дозвуковых течений с_1аср = 120 + 180(200) м/с.

4. Окружная скорость м/с для дозвуковых ступе­ней. Часто окружная скорость ограничивается прочностью лопаток. В этих случаях контролируется окружная скорость также и на наружном радиусе: и_н 380-М00 м/с.

5. Работа целой ступени. Ее приравнивать работе средней элемен­тарной ступени можно только весьма приближенно. Это объясняется тем, что условия сообщения энергии газу периферийными и втулочны­ми элементарными ступенями существенно отличаются от условий на r_cp. Благодаря наличию пограничных слоев на корпусе и роторе эпюра осевой скорости деформируется по сравнению с расчетной (рис. 12.8, а). Увеличение с_а на r_cp до с'_а приводит при прочих равных условиях к

уменьшению . Следовательно, работа элементарной ступени на среднем радиусе l'_{ст ср} будет меньше l_{ст. ср}. На периферии и у втулки, в зоне пограничных слоев, происходит торможение потока c’’_a < с_а. При безотрывном течении это означает и должно быть .Однако эта возможность, как правило, не реализуется из-за наличия в этих зонах радиальных зазоров у рабочего колеса и промежуточного направляющего аппарата, а также вследствие развитых вихревых течений. В целом работа полноразмер­ной ступени уменьшается, и это учитывается с помощью коэффициента затраченной работы. Величина уменьшения l_ст зависит от степени загромождения канала пограничными слоями, т. е. от места расположе­ния (номера) ступени в проточной части. Рекомендуется принимать К₁ = 1,0+ 0,97 (К₁ = 1,0 при l₁ >= 200 мм, когда загромождение несу­щественное), K_z = 0,93 + 0,85. Концевые явления в виде перетеканий через зазор, вентиляционных течений на диске рабочего колеса и трения, сопровождающего эти течения, отнимают часть энергии, пере­даваемой колесом газу. Эти потери зависят от геометрических соотно­шений () и учитываются с помощью коэффициента концевых потерь, , определение которого проведено, например, в МАИ. Окончательное выражение для работы целой ступени можно записать в виде .

6. Безразмерные параметры целой ступени определяют аналогично элементарной ступени. При этом в качестве характерной принимают элементарную ступень, расположенную на среднем радиусе:

7. Число Маха. Для рабочего колеса и промежуточного направляю­щего аппарата они определяются по наибольшим величинам входных скоростей для венцов:

Здесь ограничения указаны для дозвуковых ступеней.