Профілювання лопаток осьових компресорів

Для побудови профілю необхідно задатися формою вигину його середньої лінії. Вигин середньої лінії профілю в решітці компресора звичайно здійснюється по дузі окружності, по двох сполученим між собою дугам окружностей або по дузі параболи [3]. На рис.5 зазначені характерні кути і параметри профілю, що використовуються для визначення кривизни профілю, де W₁ і W₂ - вектори відносної швидкості потоку відповідно на вході і виході профілю (решітці профілів); β₁ - кут напрямку відносної швидкості W₁ потоку на вході в решітки профілів; і - кут натікання потоку (кут між вектором швидкості W₁  і дотичної до середньої лінії профілю в передньої крайки); χ₁ - кут, утворений середньою лінією і хордою b профілю на вході потоку в решітку; Θ - кут кривизни профілю (кут між дотичними до середньої лінії профілю в передній і задній його крайках);γ - кут установки профілю в решітці; β₂ - кут напрямку відносної швидкості W₂ потоку на виході з решітки профілів; δ - кут відставання потоку; χ₂ - кут, утворений дотичною до середньої лінії профілю і хордою на ви ході з решітці (у точці збігання потоку).

Графічна побудова профілю лопатки турбокомпресора виконується в такій послідовності.

Для заданих величин хорди b лопатки і кута установки профілю γ визначають ширину решітки лопаток S  по формулі

.

 

Рис.5. Вибір конструктивних форм і профілювання лопаток осьових турбокомпресорів ГТД.

 

В обраному масштабі проводять рівнобіжні прямі А-А і В-В на відстані S і січну С-С під кутом γ (рис.6)

 

 

Рис. 6. Побудова середньої лінії профілю робочої лопатки осьового компресора.

Проводять два відрізки прямих: через точку а₁ під кутом χ₁ і через точку B₁ під кутом χ₂ до січної С-C (проведені відрізки перетинаються під кутом Θ = χ₁ + χ₂ є дотичними до середньої лінії профілю лопатки, що спирається на хорду лопатки b (відрізок А₁ – В₁));

Проводять середню лінію профілю (у якості одного з варіантів середня лінія профілю проводиться дугою окружності радіуса R, що обчислюється по формулі: . При цьому центр окружності О розташовують на перпендикулярі до хорди b, проведеному через її середину).

Рис. 6. Побудова середньої лінії профілю робочої лопатки осьового компресора.

Побудована середня лінія профілю служить базою при профілюванні лопаток компресора з використан-ням вихідних крилевих симетричних профілів. Обирають симетричний профіль крила (рис.7).

 

Рис.7. Симетричний десятивідсотковий профіль.

 

Обраний профіль накладається на вигнуту у виді дуги окружності середню лінію компресорної лопатки (рис.8).

 

Рис. 8. Графічний спосіб пристосування вихідного профілю прийнятої відносної товщини для роботи його в решітці

 

З цією метою визначають довжину середньої лінії профілю l, що відповідає заданій довжині хорди b по формулі:

, де Θ - кривизна профілю в радіанах.

Складають таблицю координат х і у точок лінії окреслення профілю в абсолютних одиницях, що відповідає таблиці 3, де координати дані у відносних одиницях. Отримані значення х відкладаються від точки А на дузі середньої лінії. На нормалі до середньої лінії в кожній крапці x_і відкладаються по обох сторонах відрізки, рівні половині величини у, що відповідає даному значенню х. З'єднавши кінці відрізків y/2, відкладених по обидва боки від середньої лінії, одержують контур профілю лопатки компресора.